盛虹集團張建國錢琴芳吳中華陳婷
錦綸纖維具有優(yōu)異的強力、耐磨性能,回潮率為4.5%~7%,織物手感柔軟,質感輕盈,穿著舒適,具有良好的服用性能,在合成纖維中占有重要的地位。近年來,隨著超細纖維的發(fā)展,大大提高了錦綸以及錦綸混紡面料的輕便、舒適等附加值,尤其適宜于制作戶外運動面料,如登山服、泳衣等。
高密錦綸纖維織物采用冷軋堆前處理;185℃預定形時,添加20g/L抗黃變劑RUCOGEN NOX;采用酸性染料染色,加入抗紫外整理劑CEL;防水防油后整理時,添加適量交聯(lián)劑CA-A-01,以提高其耐久性;并進行一定壓力的軋光處理,以提高其抗鉆絨性。通過分析工藝的各因素,提出了相關的注意事項。經(jīng)該工藝生產的高密錦綸纖維織物,手感柔軟,光澤柔和,具有超強潑水耐洗性、抗紫外和抗鉆絨等功能,提升了產品的附加值。
前言
錦綸纖維具有優(yōu)異的強力、耐磨性能,回潮率為4.5%~7%,織物手感柔軟,質感輕盈,穿著舒適,具有良好的服用性能,在合成纖維中占有重要的地位。近年來,隨著超細纖維的發(fā)展,大大提高了錦綸以及錦綸混紡面料的輕便、舒適等附加值,尤其適宜于制作戶外運動面料,如登山服、泳衣等。
在錦綸織物上施加防水、防油和防污整理劑,改變織物的表面性質(降低織物表面張力),從而獲得抗沾污和易去污等效果;通過軋光后處理,進一步提高面料的抗鉆絨性,以更好地應用于羽絨服面料。
本文就戶外運動面料的功能整理,如超強潑水、抗紫外和防風等產品的開發(fā),作簡單介紹。
1.工藝流程和測試方法
1.1織物
織物:全消光FDY 22.2 dtex/24 f錦綸長絲(上漿)×全消光FDY 22.2 dtex/24 f錦綸長絲770根/lOcm×740根/10cm,162cm,55g/m2(采用平紋組織在津田駒系列噴水織機上織造)。
1.2工藝流程
退卷、縫頭→退漿前處理(冷堆,平幅退漿水洗)→預定形→染色(抗紫外整理,超防水納米材料預處理)→固色→脫水→開幅→后整理(烘干,防水拉幅定形)→軋光一檢驗、碼布、包裝。
1.3測試方法
(1)拒水性根據(jù)AATCC 22-2005《紡織品拒水性測試噴淋法》,采用YH286型織物沾水度儀測定;
(2)拒油性根據(jù)AATCC 11.8-1997《拒油性:耐烴類化合物試驗》,測定織物的拒油性;
(3)斷裂強力按GB/T 3923.1-1997《紡織品織物拉伸性能第1部分斷裂強力和斷裂伸長率的測定》方法測定;
(4)撕破強力按GB/T3917.2-2009《紡織品織物撕破性能第2部分:褲型試樣(單縫撕破強力的測定》方法測定;
(5)接縫滑移按GB/T13772.2-2008《紡織品機織物接縫處紗線抗滑移的測定第2部分定負荷法》測定;
(6)耐洗性按AATCC 135-2010《織物家庭洗滌尺寸變化》測定;
(7)透氣性按GB/T5453-1997《紡織品織物透氣性的測試》,在每塊試樣不同部位測10次,取平均值;
(8)摩擦牢度按照GB/T3920-1997紡織品色牢度試驗耐摩擦色牢度》,用Y507L型摩擦牢度儀測定固色前后的摩擦牢度;
(9)防紫外線性能按GB/T18830《紡織品防紫外線性能的評定》測定;
(10)耐水洗色牢度按IS0105/C06: 2010《紡織品色牢度試驗第C06部分:耐家庭和商業(yè)洗滌色牢度.A2S》測定;
(11)耐汗?jié)n色牢度按IS0105/E04: 2008《紡織品色牢度試驗第E04部分:耐汗?jié)n色牢度》測定:
(12)防鉆絨按GB/T12705.1-2009《紡織品織物防鉆絨性試驗方法第1部分:摩擦法》測定。
2 .染整工藝探討
2.1退漿前處理
2.1.1冷堆
我廠采用冷堆工藝+高效平幅退漿水洗進行前處理。
工藝處方/(g.L-1):
液堿100
去油劑TF-115C5
四合一精練劑TF-1705
帶液率/%30
溫度/℃24
時間/h36
2.1.2高效水洗
一般錦綸織物織造漿料中含有硅油潤滑劑,需進行去油前處理。如果坯布不除油,高溫定形時硅油會發(fā)生交聯(lián),吸附在錦綸絲上,染色時會嚴重阻礙酸性染料上染,從而導致染花。
在平幅退漿機的前處理槽中加入退漿、乳化、防止?jié){料(油、蠟劑)反沾等功能的助劑,并借助水洗槽的高頻率超聲波振蕩功能,對完成冷堆的坯布進行水洗處理,洗除冷堆過程中織物上已降解、皂化、乳化和堿水解的漿料、油劑和雜質,加速氧化產物的化學降解及堿的水解,為后續(xù)染色做準備。
處理工藝/(g.L-1):
氧化退漿劑TF-127K5
螯合分散劑TF-188A2
除油劑TF-1262
液堿20
溫度/℃98
車速/(m.mm-1)80
2.2預定形
錦綸纖維具有較高的結晶度,通過預定形,可以使結晶區(qū)和非結晶區(qū)的排列變得有序,降低或消除錦綸纖維在紡絲牽伸,以及織造加工中產生的應力不勻,有效提高染色均勻度。預定形還可以提高織物表面的平整度和抗皺能力,減少織物在染色中因運行產生的皺印及織物回縮皺,同時增加織物在后續(xù)加工中的尺寸穩(wěn)定性。然而,錦綸織物在高溫條件下,會損傷彈力,末端氨基極容易被氧化(酸性染料發(fā)色基團),破壞錦綸的染色性能。因此,在預定形時,采用20g/L抗黃變劑RUCOGEN NOX,對白色錦綸織物進行浸軋整理。
表l RUCOGENNOX抗高溫黃變效果
結果
|
未定形
|
使用抗黃變劑
190℃定形60s |
未使用抗黃變劑
190℃定形60s |
白度 |
82.03 |
79.3 |
40.23 |
在預定形時,采用20g/L抗黃變劑RUCOGEN NOX對錦綸織物進行浸軋整理,不同的預定形溫度對上色率和撕破強力有影響。
抗黃變整理劑RUCOGEN NOX是一種高分子化合物,分子鏈上含有各種不同類型的抗氧化活性基團,其在高溫條件下分解生成的活性基,能夠捕捉錦綸織物在高溫條件下降解生成的自由基,切斷自由基鏈反應,從而防止共軛有色化合物的生成,減少錦綸織物在高溫條件下的黃變。
從表1可以看出,未經(jīng)過抗黃變整理直接高溫定形,布面白度大幅降低;而使用高溫抗黃變劑RUCOGEN NOX,布面泛黃現(xiàn)象明顯減輕,這說明抗黃變劑對纖維有較好的保護作用。
確定預定形處理工藝如下:
抗黃變劑RUCOGEN NOX/(g.L-1)20
pH值調節(jié)劑RUCO-ACID ABS/(g.L-1)2
軋液率/%30
溫度/℃180
車速/(m.min-1)60
2.3染色和抗紫外線整理
2.3.1染色
錦綸產品通常在弱酸性染浴中進行染色,通過控制勻染劑、染色溫度、升溫速率和染液pH值等工藝參數(shù),以達到勻染目的。為了提高織物拒水、拒油和防污的耐洗性能,在染色過程中加入陰離子助劑ECO-EVER(含分散劑)。該助劑是高分子納米材料,在染色中借助分散劑的作用,納米粒子能高度分散在紗線之間、纖維之間和纖維表面。在后整理防水加工中,陰離子助劑ECO-EVER與有機氟樹脂在纖維表面形成一層很薄而致密的膜,阻止油污的進一步滲透,大大提高了拒水、拒油、防污性能以及耐洗性。
錦綸織物的抗紫外線的能力一般都較差,在染色時可加入紫外線吸收劑CEL。該助劑對紫外線有強烈的選擇性吸收,并能進行能量轉換而減少它的透過量,提高面料品質。
以深咖啡色為例
工藝處方:
A)
冰醋酸/(g.L-1)1.5
抗紫外吸收劑CEL/% (omf)4
ECO-EVER/% (omf)5
酸性勻染劑TF-217F/(g/L-1)2
B)
酸性藏青M-R(雅運)/%(omf)1.35
酸性黃M-2R(雅運)/%(omf)3.35
酸性醬紅M-B(雅運)/%(omf)1.15
C)
陰離子固色劑NBS(拓納)/(g.L-1)2
冰醋酸/(g.L-1)2
pH值4~4.5
2.3.2固色
為提高酸性染料染色后錦綸織物的濕處理牢度,采用陰離子固色劑NBS對錦綸染色織物(咖啡色)進行固色處理。陰離子固色劑NBS用量對色牢度性能的影響見表2~5。
表2陰離子固色劑NBS用量對摩擦牢度的影響
固色劑NBS用量/(g.L-1)
|
摩擦牢度/級 |
|
干 |
濕 |
|
0.0 |
4 |
3~4 |
1.0 |
4~5 |
4 |
2.0 |
4~5 |
4 |
表3陰離子固色劑NBS用量對水洗牢度的影響
固色劑NBS用量/(g.L-1) |
原變/級 |
沾色/級 |
|||||
羊毛 |
腈 |
滌綸 |
錦 |
棉 |
醋酯 |
||
0.0 |
4~5 |
4 |
4~5 |
4~5 |
4 |
4~5 |
4~5 |
1.0 |
4~5 |
4 |
4~5 |
4~5 |
4~5 |
4~5 |
4~5 |
2.0 |
4~5 |
4~5 |
4~5 |
4~5 |
4~5 |
4~5 |
4~5 |
表4陰離子固色劑NBS用量對堿性汗?jié)n牢度的影響
固色劑NBS用量/(g.L-1) |
原變/級 |
沾色/級 |
|||||
羊毛 |
腈 |
滌 |
錦 |
棉 |
醋酯 |
||
0.0 |
4~5 |
3~4 |
4~5 |
4~5 |
3 |
4 |
4 |
1.0 |
4~5 |
4 |
4~5 |
4~5 |
3~4 |
4~5 |
4~5 |
2.0 |
4~5 |
4~5 |
4~5 |
4~5 |
4~5 |
4~5 |
4~5 |
表5陰離子固色劑NBS用量對酸性汗?jié)n牢度的影響
固色劑量/(g.L-1) |
原變/級 |
沾色/級 |
|||||
羊 |
腈 |
滌 |
錦 |
棉 |
醋酯 |
||
0.0 |
4~5 |
4 |
4~5 |
4~5 |
3~4 |
4~5 |
4~5 |
1.0 |
4~5 |
4~5 |
4~5 |
4~5 |
4 |
4~5 |
4~5 |
2.0 |
4~5 |
4~5 |
4~5 |
4~5 |
4~5 |
4~5 |
4~5 |
由表2~5知,NBS固色劑能提高各項色牢度,用量在2.Og/L時效果好。NBS固色劑為高分子化合物,內含磺酸根基團,可與錦綸纖維之末端氨基鍵合,生成微溶或不溶于水的鹽類,在織物上形成網(wǎng)狀結構,封閉染料的水溶性基團,包覆染料,防止染料在水中電離和溶解而脫落,提高色牢度。該固色劑是分子質量較大的陰離子助劑(帶負電荷),由于氫鍵、范德華力使固色劑附著于纖維表面,且酸性染料本身帶負電荷,由于兩者相斥的緣故,減少纖維內部染料遷移出來,達到增進牢度之目的。
2.3.3抗紫外線整理
在染色加工400T尼絲紡織物咖啡色時,分別加入2%(omf)和4%(omf)抗紫外整理劑,測試抗紫外性能,結果見表6。
表6抗紫外整理劑及軋光效果
效果
|
未使用抗紫外
整理劑 |
1%抗紫外
整理劑 |
4%抗紫外
整理劑 |
4%抗紫外整
理劑+軋光 |
UPF值 |
9 |
22 |
34 |
44 |
UVA透過率/% |
19.9 |
9.3 |
5.1 |
3.5 |
UVB透過率/% |
4.5 |
2.5 |
1.8 |
0.9 |
UPF等級 |
<15 |
20 |
30 |
40 |
從表6可以看出,在未使用抗紫外助劑時,錦綸織物的抗紫外能力較差;使用抗紫外整理劑4%時,織物的抗紫外能力有明顯提升,軋光后織物更緊密,抗紫外效果更佳。
2.4后整理
2.4.1防水防油和軋光整理
使用防水防油整理劑CN-A-03進行處理,提高防水防油的耐洗性。如2.3.1節(jié)所述,染色時添加的納米材料ECOEVER與交聯(lián)劑與拒水整理劑協(xié)合作用,交聯(lián)劑用量為拒水整理劑用量的10%,結果見表7。
工藝處方/(g.L_1):
防水防油劑CN-A-0360
滲透劑CN-A-022
交聯(lián)劑CN-A-016
硅酮體柔軟劑米加索特JET-LF2
軋余率/%30
預烘溫度/℃100
預烘車速/(m.min_1)50
焙烘溫度/℃170
焙烘車速/(m.min_1)60
表7交聯(lián)劑對織物防水防油耐洗性能的影響
工藝
|
防水防油劑
/(g.L-1) |
初始 |
水洗10次 |
水洗30次 |
|||
拒油/級 |
拒水/分 |
拒油/級 |
拒水/分 |
拒油/級 |
拒水/分 |
||
常規(guī)
工藝
|
40 |
90 |
3 |
80 |
1 |
0 |
0 |
60 |
100 |
5 |
90 |
2 |
50 |
O |
|
軋光后 |
90 |
4 |
80 |
1 |
0 |
0 |
|
改進
工藝
|
40 |
90 |
4 |
90 |
3 |
80 |
2 |
60 |
100 |
5 |
100 |
4 |
100 |
4- |
|
軋光后 |
95 |
5- |
90 |
4- |
80 |
3 |
由表7知,在常規(guī)工藝中,隨著水洗次數(shù)增加,整理織物的拒水拒油效果下降。這是因為水洗后,部分交聯(lián)程度較低的拒水整理劑被洗除,織物表面含氟量下降,表面膜變得不連續(xù)且凹凸不平,因而織物拒水拒油效果下降。而在改進工藝中,添加交聯(lián)劑及納米材料對織物的初始拒水拒油效果基本無影響,但耐洗性得到明顯改善。這是因為交聯(lián)劑兩端反應性基團可分別與纖維和拒水整理劑反應,在纖維上形成三維網(wǎng)狀結構,增加了纖維分子間滑移的摩擦阻力;而陰離子納米材料的添加更增強了這一性能,減少了水洗過程中纖維表面整理劑的洗除。
2.4.2軋光整理
軋光整理是織物通過彈性軟輥與金屬熱輥組成的軋點時,在施壓區(qū)中因軟輥變形,輥徑變化使織物角速度產生微小差異造成微滑動,通過表面剪切和壓搓作用,使纖維在壓區(qū)中受熱而達到玻璃化溫度從而產生塑化并“流動”,受到緩和搓動,從而使織物表面的緊度趨于一致,并使與金屬輥接觸的織物表面平滑,減小交織點間的空隙,達到理想的織物氣密性和織物表面光潔度。
影響織物軋光效果的主要技術參數(shù)有壓區(qū)數(shù)(兩輥或三輥)、生產車速、織物張力控制、線壓力、熱輥溫度等。采用適宜的工藝參數(shù),即線壓力60kN/m,車速50m/min,熱輥溫度165℃,可達到對產品的質量要求。
2.4.3拒水拒油+軋光對織物機械性能的影響
按優(yōu)化工藝,以不同用量整理劑整理錦綸,整理織物的各項性能見表8。
表8整理后錦綸織物的機械物理性能
防水防油劑
/(g.L-l) |
斷裂強力/cN |
接縫滑移/mm |
撕破強力/cN |
|||
緯向 |
經(jīng)向 |
緯向 |
經(jīng)向 |
緯向 |
經(jīng)向 |
|
0 |
435 |
420 |
2 |
2 |
3.9 |
4.3 |
40 |
415 |
402 |
2.6 |
3.1 |
7.6 |
7.9 |
60 |
395 |
375 |
3.1 |
3.6 |
9.3 |
9.1 |
軋光后 |
367 |
345 |
2.5 |
2.8 |
8.9 |
8.7 |
由表8可知,錦綸織物經(jīng)拒水整理劑整理后,斷裂強力有所下降,撕破強力提高。這是因為整理劑可在纖維表面形成一層光滑的膜,使紗線間的摩擦阻力降低,紗線間容易滑移,受力三角區(qū)變大而使織物撕破強力有所提高。
2.4.4軋光整理對織物透氣性、防鉆絨性的影響物的透氣性能雖有較大程度減少,但對織物的透濕量影響不大,抗鉆絨性有明顯的提高,且減少了化學涂層助劑的使用(見表9)。
表9軋光整理后錦綸織物防鉆絨效果和透氣性
防水防油劑/(g.L-1) |
透氣性能Mm/S |
透濕量/[g.(m2.24h)-1] |
鉆絨性/根 |
0 |
5.1 |
11203 |
35 |
60 |
4.2 |
10 198 |
26 |
軋光后 |
2.1 |
9 805 |
11 |
涂層產品 |
1.1 |
6 209 |
5 |
3 .結論
(1)選用冷堆前處理對高支高密錦綸纖維織物進行前處理,織物全過程低張力運行,減少折皺的產生。
(2)預定形時使用抗黃變劑以對錦綸纖維易氧化基團起保護作用,降低高溫黃變現(xiàn)象,但織物的上染率會有所降低。
(3)染色加工時,添加紫外線吸收劑可提高錦綸織物的抗紫外能力,改善面料品質。
(4)對于耐洗性和織物手感要求較高的拒水拒油產品,整理工作液中可添加適量的交聯(lián)劑及撕裂牢度提升劑JET-LF。結果是織物斷裂強力有所下降,撕破強力有所提升,對防水耐久性無影響。
(5)軋光整理會對織物的物理性能(斷裂強力、接縫滑移、撕破強力)、初始防水性及耐洗性產生一定影響,但不影響織物產品性能。采用軋光整理后,高密錦綸面料無需再進行涂層處理,即可達到優(yōu)良的防鉆絨性。
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