《Tnet Campaign會後報導》奧地利蘭精集團與臺灣永光化學共推TENCEL™品牌纖維環境友善染整解決方案

前言

奧地利蘭精集團（Lenzing Group）為生產TENCEL™品牌纖維針織布料，自2019年開始與臺灣永光化學攜手進行一系列實驗，至今獲得突破性的發展，並於2020年第四季針對TENCEL™品牌萊賽爾（Lyocell）標準型纖維針織布料，共同發表兩種環境友善解決方案，包括生物拋光(Bio-Light)染程，以簡易的染色步驟縮短染程時間，以更低的資源消耗來滿足生態效益與環境永續需求，並同時解決該系列纖維常常碰到的染整痛點，如均染性、再現性與過度原纖化所致的起毛球(Pilling)等問題；此外，臺灣永光化學也利用針織布冷壓染染色技術（Cold Pad-Batch Dyeing，以下簡稱CPB）提供TENCEL™ Lyocell針織布染色應用的另一選擇，TENCEL™ Lyocell在CPB染程的應用無需經後段酵素處理即可獲得光潔亮麗染面並展現出Cool & Silky的觸感與效果。

壹、蘭精集團TENCEL™纖維

奧地利蘭精集團主要生產再生纖維素纖維，來自木質的纖維素纖維。集團創立於1938年，初期生產嫘縈纖維（LENZING™ Viscose），60年代首創研發莫代爾纖維（LENZING™ Modal），90年代更開發劃時代的新溶媒纖維素（LENZING™ Lyocell）纖維，蘭精集團在此三種纖維中不斷精進，2016年進一步研發出循環經濟REFIBRA™技術之TENCEL™ Lyocell纖維，2017年創造環保的LENZING™ ECOVERO™嫘縈纖維、及2017年的LENZING™ Lyocell長絲TENCEL™ Luxe。

蘭精纖維原料是從木材萃取，由樹木、木材、木漿到纖維生產，主要有三個品牌，包括紡織品應用的TENCEL™、不織布應用的VEOCEL™以及工業應用的LENZING™。TENCEL™主要的應用產品，包含牛仔服裝、家居系列、運動服、內著的親膚系列、鞋材以及長絲的奢華系列。

蘭精的Lyocell分為三種類型，包括標準型、LF及A100型號，主要差別在於LF 與A100在生產過程中有加上交鍊，以避免產生原纖化，TENCEL™ Lyocell 纖維本身具有原纖化的特性，原纖化指的是單根纖維在遇到水與摩擦的狀態下，劈裂出1-4微米的微纖，如圖1右上方圖片所示。

圖1、TENCEL™ lyocell標準型、LF及A100纖維特性

資料來源：蘭精集團(2020)

貳、Lyocell標準型纖維生產光潔亮面織物面臨之挑戰

一、原纖化（Fibrillation）現象

Lyocell纖維織物在濕態下，經機械外力摩擦作用，會產生明顯的原纖化現象，其表現為纖維縱向分離出更細小的原纖，在紗線表面產生毛羽。Lyocell纖維原纖化產生的原因，是Lyocell纖維具有較高的軸向取向度，微原纖間的橫向結合力較弱，在濕態下纖維的高度膨化更減弱了這種結合力，使纖維在自身或金屬的摩擦作用下，皮層纖維脫落，殘留的皮層纖維縱向開裂，形成較長且不均勻的原纖茸毛。原纖化的特性使Lyocell纖維織物具二種風格，一為利用纖維的原纖化特性，通過初級原纖化、酵素處理和二次原纖化，生產出桃皮絨風格的織物；另一種為在酵素處理後不進行二次原纖化，生產表面整潔的光潔面織物。

Lyocell纖維易原纖化的特性，雖有利於生產桃皮絨織物，但不一致的毛絨使織物色調不一致，在染整工段成為一大挑戰。如欲生產光潔織物，更需藉由適當生產加工技術的控制、設備和助劑的選用，才可避免生產過程中發生織物起毛、起球，甚至色光變化。

二、生產Lyocell標準型纖維光潔亮面織物之傳統染色製程

傳統欲生產Lyocell標準型纖維光潔亮面織物的染色製程共五道步驟：

完成五道步驟後進入後整理工程。而此傳統染程易產生痛點包括：(1)時間冗長，約需11小時不符合經濟效益；(2)高溫移染達80-90℃進行染色，造成過多的資源消耗；(3)高溫及長時間磨擦易原纖化起球(pilling)；(4)一次對色性及均染性議題等。

叁、蘭精與永光攜手共推環境友善染整解決方案

有鑑於此，蘭精集團自2019年開始與臺灣永光化學攜手進行一系列實驗，聯合開發針對TENCEL™ Lyocell的綠色染整技術。臺灣永光化學提出ERC Solution （Eco、Resources、Conservation的全方位考量），以簡易的染色步驟縮短染程時間，以更低的資源消耗來滿足生態效益與環境永續需求，並同時解決該系列纖維常常碰到的染整挑戰，如均染性、再現性與過度原纖化所致的起球等問題。

一、生物拋光(Bio-Light)染程

永光化學以三大關鍵開發出Bio-Light染程：中性酵素、精選Everzol 染料及ERC solution高效水洗。

（一）中性酵素

選擇中性酵素其作用範圍非常廣，從pH5到pH8皆有很好的活性作用。如果選擇酸性酵素，其作業區間約在pH5左右，一旦pH變動，活性也跟著改變，則無法達到期望的效果。纖維素纖維以活性染料為主，活性染料適宜的起始活性區間介於pH6.5~7左右，因此適合中性酵素的作用，染色過程中，可以輕易的在染浴中與染料進行融合，不用再特別調整其pH。
 

（二）精選Everzol 染料

與棉織物相比，TENCEL™ Lyocell纖維織物其上染速度快移染性偏低，在不採用高溫移染的方法下，為達均一的染色特性與染色再現性，此時染料組合對TENCEL™ Lyocell纖維織物的滲透擴散與移染能力就顯得更相對重要，Everzol染料組合在TENCEL™ Lyocell纖維織物染色，具同步染色特性來達到均染性與獲得高染色再現性。

（三）ERC solution高效水洗

此為一高效率的洗淨程序，整段染整過程溫度均控制在70℃，相對傳統染程（80~90℃）可更節省能源。

將中性酵素、Everzol染料及ERC高效水洗方式組合一起時，產生Bio-light染程進行TENCEL™ Lyocell x REFIBRA™素材進行染色，當升溫到60℃時加鹼，而後經過四道皂洗清潔，即可將織物清洗乾淨。此外因TENCEL™ Lyocell纖維固著率高，因此水洗負擔相對較輕。

圖2、永光化學Bio-Light染程

資料來源：臺灣永光化學(2020)

二、創新針織布冷壓染(CPB)綠色製程

CPB也是傳統染色製程之一，而其不斷有創新應用，其具有更低的環境資源消耗、極低機械力摩擦、不易產生摺痕、光潔布面不易起毛球及綠色染程可提升織物附加價值等優勢。

傳統染程溫度約達60~80℃，CPB染程全程皆在25℃常溫下完成（除水洗階段），因此在能耗上CPB相較浸染製程具有節能優勢；在省水方面，CPB染色浴比1:1，一般浸染則約在1:5甚至1:10；若就化學品耗用比較，與浸染製程相較，CPB染程無需使用鹽。

過往CPB製程多應用於梭織物染色，主要係因針織物對張力十分敏感，而織物張力的差異會導致色差或染色摺痕等等異常，目前設備廠透過不斷優化機台，新型針織CPB染機係採分段調節羅拉餵入，已能克服上述種種染色問題，讓針織布在CPB設備的染色應用更顯效益。

若將TENCEL™ Lyocell纖維素材以CPB製程進行染色，其優勢因不具機械力摩擦梭織布程上也可減少化學品。企業如2j/ ，因此不易有原纖化現象，不會起毛球就不需酵素拋光，此也更容易維持織物強度，製程上也可減少化學品消耗。下圖即以CPB製程染出TENCEL™ Lyocell纖維織物之效果，染整過程只要控制得宜，可避免頭尾異色、左右異色、水波紋及起毛球等問題。
 

圖3、以CPB製程染出TENCEL™織物之效果

資料來源：臺灣永光化學(2020)
 

此外，以CPB製程開發提花或立體織物也具優勢，其染色過程不會改變提花結構，洗完仍是最初的設計及形狀，為一有效率的方式提升織物價值。

三、樹脂（Resin） V.S 柔軟劑（Softening）加工差異

過往開發商為迎合一般消費者喜愛的柔軟手感，多數TENCEL™ Lyocell纖維織物開發藉由添加柔軟劑達到舒適的手感。據本次實驗，比較將加入樹脂及加入柔軟劑的TENCEL™ Lyocell纖維織物進行比較，可發現加入樹脂的TENCEL™ Lyocell纖維織物，在以AATCC143試驗10次水洗後，染面仍可維持光滑而無起毛球；若只加入柔軟劑，經10次水洗即出現原纖化情形。

圖4、樹脂（Resin）V.S 柔軟劑（Softening）加工差異

資料來源：臺灣永光化學(2020)

肆、結語

本次探討生產光潔亮面的TENCEL™ Lyocell纖維織物的有效染整方案，包括以永光化學Bio-Light染程，將傳統複雜的製程簡單化，達到省水、省能源、省製程、省時間且全程無需酵素洗即可得到期望的染色品質；CPB向來為環境友善的染色製程，進行TENCEL™ Lyocell纖維織物染色，更可維持其原有的觸感；最後，透過適當的TENCEL™ Lyocell纖維織物後整理加工，讓消費者即使回家水洗後仍可維持織物光潔亮面的觸感與效果。