Tencel/粘胶织物免烫整理工艺

浙江三元集团技术中心 (311221) 高波 于长海 刘在昆 王锐

东华大学 (200051) 王炜 毛志平

原载:<浙江印染信息与技术>2003/7-8p22-25

(纺织新科编者注:在2.3柔软剂使用效果一节中,稍作删节)

   摘要  选用超低甲醛和无甲醛整理剂对Tencel/粘胶纤维混纺织物进行免烫整理，并对实物物理指标进行测试，结果表明获得很好的免烫整理效果;施加少量有机硅柔软剂，可获得风格、手感、强力俱佳的DP整理Tencel/粘胶混纺面料。

   关键词  耐久压烫整理  织物  Tencel/粘胶纤维

    Tencel与粘胶纤维同属再生纤维素纤维，但由于生产工艺不同，致使超分子结构以及物理形态有所差异，物理性能有很大区别。Tencel纤维突出的优点是纤维的干、湿强力都很大，干强与涤纶纤维接近，湿强约为干强的85%。这说明纤维能较好地经受机械作用力及化学药剂的处理，不易使织物造成损伤。该纤维除具有天然纤维本身的特性外，还具有良好的吸湿性(吸水为70%，棉纤维吸水50%，粘胶纤维吸水90%)、较好的缩水性、舒适性、光泽度、染色性及生物降解性等。但同样突出的缺点是价格较高，易原纤化，高轴向溶胀性(Tencel的溶胀形式垂直于纤维轴线，溶胀度接近45%)，手感较硬。粘胶纤维的优缺点正好与Tencel相反，而且手感柔软，毛感强，取两者混纺，即可改善Tencel的僵硬，又可赋予优良的强力，不失是一种有益的尝试。

    对于两者的染色性能已有过较多的研究[1、2]，但对Tencel混纺织物免烫整理研究较少。我们对一定比例的混纺面料，优选最佳的整理工艺。

    整理的目标除了获得较佳的抗皱性外，整理品还应保持原有的光泽和质感，无黄变、手感滑爽丰满、柔软。然而，理想的免烫整理效果不可能仅通过Tencel本身的性能来获得，适宜的织物组织结构，恰当的前处理，以及适宜的树脂整理加工均可以提高TenceI的易护理性能，并同时具有价格

优势。

    随着全球环保和健康意识的增强，醚化2D树脂、多元羧酸作为传统的N-轻甲基类树脂的替代物己逐渐为人们接受。

    除了要降低Tencel面料的成本外，主要是追求得到高品质Tencel织物。整理的基本要求是:均衡的、稀疏的织物结构，通过染整前后加工使织物变得蓬松，并定形，通过整理获得舒适柔软的手感，高扭曲变形恢复性，优良的折皱回复性和洗后平整性。

1  试验

1·1材料

    65%TenceI(Acodis公司Tencel A100型纤维)与35%粘胶混纺织物，规格为2/1斜纹呢，244g/m2。

1·2药品

    超低甲醛织物免烫整理剂尼普威Nupwell SDP 45%(新力公司)，BTCA(丁烷四羧酸)免烫整理剂(常州印染研究所)，氨基硅油柔软剂DH-710(杭州丹芙尼化学品有限公司)，次磷酸钠(SHP)，柠檬酸(CA)，醋酸和NaOH等均为市售。

1·3仪器

    Datacolor SF60O测色仪，实验用小轧车(台湾瑞比)，Mathis万能蒸烘箱。

1·4·1预处理方法

    Tencel纤维的横向溶胀度很大(40%以上)，使织物在湿态时变得结构紧绷而僵硬，绳状加工时易产生擦伤及皱痕，且皱痕不易消失，经染色后更为明显。为克服以上缺点，一般Tencel织物退浆、染色都采用平幅加工，而原纤化及酶降解刚采用绳状加工。绳状加工必须加入脂肪酸酯类或聚酰胺衍生物类的低泡润滑剂，以减轻摩擦作用。试验用面料退浆、煮练的处理条件为:在卷染机上，平幅退浆/煮练(NaOH 3g/l,净洗剂LS 2g/l)，95℃处理45min，热水清洗后冷水洗。

1·4·2   碱处理方法

    使用针板对织物施加一定张力，在NaOH溶液中浸渍2min，取出后静置8min，在水中漂洗，用3% HAC中和，洗涤至中性即可。

    织物经以上前处理后，在实验室中浸轧纤维素交联树脂工作液，取不同树脂用量和柔软剂，采用轧-烘焙工艺。

1·4·3    整理后织物检测

    (1)用于耐洗性测试的洗涤方法

    整理后织物于50℃洗涤，浴比1:50，白猫洗衣粉2g/L，洗涤8 min，甩干，漂洗2min，甩干;重复漂洗一次，晾干。

    (2)干折皱回复角测定

    50℃洗涤后采用织物折皱弹性测试仪YG541A测定折皱回复角，按GB3819-3方法，分干湿两种，经纬各测5次，取平均值。

    (3)经纬向拉伸强力测定

    采用Huntsfild-HlO织物万能强力仪，经向测三次，取平均值;撕破强力按照Elmendorf方法测定，耐磨性按照Martindale方法测定。

2  结果与讨论

2·1低甲醛整理剂对织物免烫性能的影响

    Tencel织物非常适合树脂整理，比较其他人造纤维，只需施加较少量的树脂即可获得很好的效果。据有关文献报道，通过苛性碱丝光处理可以提高织物湿折皱性能性。在对国内外有关免烫整理剂进行筛选的基础上，考虑到整理后织物上

游离甲醛对人体的刺激作用，以及日益严格的环保要求，采用超低甲醛、无甲醛整理剂是最基本的出发点[4]。我们选用改性N-羟甲基酰胺类整理剂Nupwell SDP。

    研究结果表明[3]，采用改性N-羟甲基酰胺类整理剂进行DP整理，主要的影响因素是整理剂浓度、催化剂用量、焙烘温度和时间。织物二浸二轧(带液率70%)，80℃预烘，160℃焙烘1-5min，整理剂用量为100-300g/L。以面料的折皱回复角、强力保留率、白度以及耐洗牢度指标衡量整理效果，结果见表1。

   表l整理剂用量对Tencel混纺织物性能的影响

整理剂用量g/L

WRA

(经+纬)

强力保留率%

耐洗牢度

白度%

100

230

65

0.45

61

150

235

62

0.56

73

200

257

52

0.67

70

250

261

49

0.64

66

300

268

45

0.69

65

未处理

169

100

-

78

   注:焙烘时间均为2min，整理剂用量与催化剂用量比为10:1;耐洗牢度=1-[(干折皱回复角-洗涤后折皱回

复角)/折皱回复角-未整理的折皱回复角]。

    从表l可见，整理剂用量从100g/L提高到250g/L，Tencel混纺织物弹性明显提高，强力保留率下降，白度稍有降低。当整理剂用量从250g/L增加到300g/L，弹性提高趋缓，强力保留率继续下降，白度下降也基本不变。考虑到Tencel混纺

织物在强力损失52%后仍保持较高水平，整理剂用量选200 g/L较适宜(见表2)。

       表2不同焙烘时间对整理效果的影响

焙烘时间min

WRA(经+纬)

强力保留率%

耐洗牢度

白度%

1

223

71

0.39

71

2

253

58

0.53

67

3

261

54

0.67

65

4

263

44

0.67

59

5

269

34

0.70

57

未处理

169

100

-

78

    由表2知，焙烘时间从lmin延至3min，Tencel混纺织物弹性明显提高，强力保留率下降，白度稍有降低;当焙烘时间增加到5min，弹性提高趋缓，强力保留率继续下降，白度下降也基本不变。焙烘时间的延长有助于织物弹性回复角的提高，若焙烘时间过短，仅在织物表面发生交联;但焙烘时

间过长，将可能导致纤维在高温下脆损。综上所述，焙烘时间选3min较适宜。

2·2碱处理对Tencel混纺织物免烫整理效果的影响

    由于TenceI纤维具有规整度很高的超分子结构，结晶度高，大量具有反应活性基团被封闭，各类化学试剂因难以渗透进人纤维内部，因此在整理前进行适当的碱处理[6]，改变其超分子结构，增加其孔隙，使反应基团暴露，提高整理剂分子在纤维内的可及度，增加整理剂分子的交联量，从而获

得满意的耐久压烫效果。经不同浓度的NaOH溶液处理，再用整理剂整理比较折皱回复角(见表3)。

       表3  织物经丝光处理后整理效果比较

NaOH %

WRA(经+纬)

强力保留率%

耐洗牢度

0

251

57

0.53

5

258

63

0.59

10

263

60

0.62

15

268

54

0.67

20

273

44

0.67

30

279

34

0.70

   工艺  室温浸轧NaOH溶液lOmin，水洗，中和(3g/L  H2SO4)，水洗，烘干，二浸二轧整理液，预烘，焙烘160℃ ×4min;

   整理液配方  Nupwell SDP 200g/L，氯化镁25g/L，柠檬酸2g/L,渗透剂2g/L。

    由表3分析比较可见，用NaOH进行前处理有助于织物回复角的提高，随NaOH浓度提高，织物回复角提高。这可能是经NaOH处理后，Tencel纤维结晶度下降，整理剂分子可进人的空间体积增大，数量增多，在纤维间形成更多的交联键。

NaOH用量越大这种交联越多，但随之带来的是纤维受外力作用时应力集中严重，断裂强度损失加大。综上结果，以NaOH浓度为20g/L，加张力室温处理lOmin，可获得满意结果。

2.3  柔软剂使用效果

    Tencel混纺织物经免烫整理后，手感变得僵硬，需加入柔软剂来改善手感，并希望织物弹性以及悬垂性都有一定程度提高。选用氨基硅油柔软剂DH-710，织物经树脂整理后再浸渍柔软剂。对比测试织物的免烫性能、白度以及拉伸强力保留率。由表4可见，无论是否进行树脂整理，经柔软整理后，折皱回复性都有提高，强力保留率下降，白度稍降低(6号试样则稍有提高)。

          表4柔软剂对整理织物的影响

编号整理试样

WRA(经+纬)

强力保留率%

耐洗牢度

白度%

l未经整理

169

100

-

78

2仅柔软整理*

197

84

0.45

69

3仅低甲醛整理剂

253

58

0.65

67

4低甲醛整理剂+柔软整理

271

54

0.68

66

5仅BTCA整理

264

60

0.66

71

6 BTCA整理+柔软整理

282

57

0.71

73

   注;*柔软剂30g/l,MgCl2 8%,分散剂1%，二浸二轧，80℃烘干3min,l20℃  焙烘2min。

    氨基硅油本身具有较强的成膜性，弹性较好的膜使织物的形变恢复性提高。(此处稍有删节---编者)

   实验中观察到织物手感及悬垂性有明显改善。

   Tencel纤维具有较高的干湿强力，使用柔软剂后，强力损失稍大些，但仍在可接受的范围内。然而，考虑织物折皱回复性的提高，以及织物手感、悬垂性的改善，则得远大于失。

2.4 无甲醛整理剂整理工艺研究

    Tencel织物采用N-羟甲基类整理剂进行DP整理会引起甲醛释放，关系到人体健康以及环境保护，必然会引起广泛的关注，因而相继开发研制许多无甲醛整理剂。丁烷四羧酸(BTCA)是迄今为止最有效的无甲醛多元羧酸类免烫整理剂,最为有效的催化剂是次磷酸钠，但对Tencel/粘胶纤维的使用情况尚未见报道。我们选用BTCA免烫整理剂，根据对主要影响因素的分析，选定BTCA用量A，催化剂用量B，焙烘温度C，焙烘时间D作为实验因素，各因素取3水平，选用L9(34)正交

表，进行工艺探索，结果见表5。

表5  BTCA对Tencel/粘胶织物整理工艺研究因素水平表

水平

A

(BTCA用量g/L

B

(催化剂用量g/L)

C

(焙烘温度℃ )

D

(焙烘时间min)

1

60

50

165

1

2

70

60

175

2

3

80

70

185

3

根据正交试验设计制定试验方案(表6)。

          表6正交试验方秦

实验编号

A

(BTCA用量g/L

B

(催化剂用量g/L)

C

(焙烘温度℃ )

D

(焙烘时间min)

1

60

50

165

1

2

60

60

175

2

3

60

70

185

3

4

70

50

175

3

5

70

60

185

1

6

70

70

165

2

7

80

50

185

2

8

80

60

165

3

9

80

70

175

1

   注:柔软整理均为柔软剂30g/L,MgCl2 8%，分散剂1%,二浸二轧，80℃烘干3min，12O℃焙烘2min.试验结果见表7。

          表7  BTCA工艺正交试验结果

试验序号

折折皱回复角(经+纬)

强力保留率%

白度%

1

224

75

83

2

249

55

81

3

257

69

77

4

256

47

78

5

257

51

81

6

233

57

83

7

264

72

76

8

238

79

80

9

256

59

81

10

169

100

88

    利用正交表对弹性、强力和白度进行方差分析，可以看出:

    (1)对折皱回复性影响最大的因素是焙烘温度，温度高折皱回复性好，但强力和白度下降。

    (2)影响断裂强度的主要因素是时间，时间越长强力下降越多。

    (3)影响白度的主要因素是整理剂用量。

    根据正交分析得出，因素A(BTCA浓度)以70g/L较为适宜，因素B(次磷酸钠脓度)以60g/L较为适宜，因素C(焙烘温度)以175℃较为适宜，因素D以2min为最好。

    综上分析，我们认为免烫整理主要指标是折皱回复性，但提高织物弹性回复性必须考虑到强力和白度，因此最佳工艺处方为:BATC为65g/L，催化剂60g/L，温度175℃，时间2min。

3  结论

    3·1研究获知TenceI/粘胶(65/35)织物经免烫整理可获得较好的弹性，并具有柔软丰满的手感、强力、悬垂性。采用改性2D低甲醛整理剂整理，试验采用整理液组成为Nupwell SDR 5Og/L，焙烘温度160℃，时间3 min时，整理效果最好。

    3·2 Tencel/粘胶混纺织物经NaOH溶液前处理后，织物折皱回复性能有较大提高，NaOH用量大整理效果好，但强力损失也大。前处理时，NaOH浓度为20g/L，加张力室温处理lOmin可获得满意结果。

    3.3在整理织物使用氨基硅油柔软剂整理后，性能得以提升，弹性回复角提高，强力损失变大。同时手感变得柔软爽滑，悬垂性提高。

    3·4 选用无甲醛整理剂BTCA时，适宜的工艺处方为:BTCA为65g/L，催化剂60g/L，温度175℃，时间2 min。

参考文献

[l]赵涛，宋心远。Tencel纤维染整工艺研究，印染，2001，

   (5):20-22。

[2]宋心远。新合纤染整，北京:中国纺织出版社。1997，10。

[3]石春燕，周翔。棉织物无甲醛DP整理，印染，1997，12。

[4]刘俊江，彭文光。纤维素纤维的防皱整理，印染，1998，(10):30-32。

[5]Allen.TC.Non-aqueous Easter Crosslinking of Cotton Cellulose TRJ，34(4);331

[6]高鹏等。Lyocell织物烧碱处理的应用研究。印染，2002，(1):13-15。

摘自《印染》(2003.No4)