棉服装低温固化耐久定形整理yd7202

唐志翔   上海市印染技术讲究所 上海200020

收稿日期:2006-03-01

作者简介:唐志翔，男，教授级高级工程师，长期从事印染技术研究工作

原载：《染整技术》2006/6；5-8

 

【摘要】采用以矿物酸作为树脂整理催化剂的改性2D树脂/盐酸和改性2D树脂/磷酸两系统，用于棉服装低温固化耐久定形整理工艺。探讨了该工艺的用料、处方、条件等加工因素。只要各种因素控制得当，整理后服装的各项质量水平都可符合要求，而且还可节约较多热能，可望用作生产上有效的节能工艺，

    【关键词】节能工艺;棉服装;低温固化;耐久定形整理

【中图分类号】TS195·55  文献标识码:A   文章编号:1005-9350（2006）06-0005-04

 

    各国各行各业都很重视能源的节约。除了在应用能源时注意节省，减少和防止浪费外，还须在产品加工时，注意选用节能工艺，现在拟介绍服装耐久定形整理时，避免高温焙烘固化而采用低温固化的节能新工艺。

1     服装耐久定形整理的开发

    20世纪90年代初以来，大家认为纯棉服装穿着舒适，大家又逐步开始喜欢穿用纯棉服装，同时又要求具有较好的防缩、防皱、免烫性能。于是，对棉制品在原有的树脂整理基础上，改进了树脂及助剂、处方、工艺和设备，提高了整理服装的质量水平，例如在平整度(平挺度)、尺寸稳定性、缩水率、折裥(折缝)保持性以及耐洗性等方面，都有较大程度的改进，发展了所谓耐久定形整理工艺。

    日前一般纯棉服装耐久定形整理可有下列三种工艺:

    (1)工艺1：前焙烘(或预焙烘)整理工艺：织物→染色→施加树脂→干燥→焙烘→成衣→压烫。此为常用工艺，宜用于属薄型织物的衬衣等服装整理。

    优点：产品平整、尺寸稳定、质量指标易于控制。

    缺点:整理服装不易得到耐久折裥，形状还不够稳定，缝线处易起皱。

    （2）工艺2：成衣后再焙烘(或延迟焙烘)整理工艺：织物→染色→施加树脂→干燥→成衣→压烫→焙烘。该工艺多用于属较厚型织物的外衣、裤子等服装整理。

    优点:服装更平整，尺寸更稳定，可得耐久折裥，缝线处很平整。

    缺点:整理织物半制品在转运中的贮存条件下往往难于控制得当，若树脂过早交联，稍有皱纹或折裥不良，以后很难纠正。

    (3)工艺3：服装上树脂整理工艺：织物→染色→成衣→施加树脂→干燥→压烫→焙烘。此工艺是近来发展出来的。

    优点:具有上述"工艺2"的优点，而又可减少成衣缝纫时游离甲醛的释放而影响成衣车间的工作环境。一般服装上树脂后即可烘、烫、焙，各工序连续进行，避免工序之间半制品搁置过久、树脂过早交联而产生质量问题等情况的出现。

    注意点：注意染料选用，防止受到随后树脂整理的影响;还要注意严格控制烘、烫、焙等各工序的工艺参数。

    以上各工艺主要用于纯棉织物的服装，但有时也可用于棉、粘胶和富纤等和合纤的混纺品上。

    今初步了解到一些纯棉服装耐久定形整理所用的主要化学品、工艺条件以及产品质量情况，如表1所示。内容很不全面，仅供参考。

表1  纯绵服装耐久定形整理情况举例

工艺

公司名

主要用料

主要工艺条件

主要产品质量水平

工艺l

瑞士

汽巴

改性2D树脂Knittex FPR

MgCl2·6H2O

焙烘:15O℃，5min

甲醛:100-200mg/kg

Dp：＞3-4级

工艺1

德国

巴斯夫

改性2D树脂Fixapret FP/8  MgCl2·6H2O

施加树脂后干燥到6%-8%含湿率  焙烘:15O℃，2-4min

低甲醛

工艺2

德国

巴斯夫

改性2D树脂Fixapret FP-ECO  MgCl2·6H2O

施加树脂后干燥到10%含湿率  焙烘:15O℃，l2min

超低甲醛＜75m/kg DP：＞4级

工艺3

瑞士

汽巴

改性2D树脂Knittex FEL或FPR  MgCl2·6H2O

施加树脂后干燥到10%含湿率  焙烘:15O℃，6min

甲醛:FEL:＜75mg/kg

FPR:l00-2OOmg/kg

工艺3

德国

巴斯夫

无甲醛树脂Fixapret NE

催化剂Condensol N

施加树脂后干燥到8%-10%含湿率

无甲醛

    一般棉卡其服装(如卡其外衣、休闲裤等)的质量水平为:

    游离甲醛:                    ＜300m/kg

    DP级别:                     3-4级及以上;

    回能性(经+纬):               ＞270°;

    强力损失(纬向)               ＜40%;

    缩水率(40℃洗10次后，经/纬): ＜1%/＜1%;

    折裥(洗25次后):             保持清晰;

    缝线处(洗25次后):           保持平整。

    以上工艺所用设备一般为:

    织物施加树脂、烘干和焙烘所用设备为常用的织物浸轧、烘干和焙烘设备。

    服装施加树脂、压烫和焙烘时，应用一般服装染色设备浸渍树脂或用喷雾法施加，然后离心脱水，转笼烘燥：压烫则常用汽蒸压烫机：焙烘机有两种:① 间歇式：服装悬挂于衣架上，推入烘箱中焙烘;② 连续式：连续进行"输入服装→焙烘→输出服装"的设备。

2    服装低温固化耐久定形整理新工艺

    最近美国棉花公司Turner介绍了服装低温固化耐久定形整理新工艺的研究开发情况，该研究应用了上述工艺3(服装上树脂)，仍用常规的改性2D树脂，但是采用矿物酸作为催化剂，加强了树脂同纤维的交联作用。因此通常需150℃以上高温焙烘才能固化的树脂整理，该工艺则不需焙烘，只须在室温（＜38℃＝下放置或在较低温下(如93℃)在有循环风扇的大烘箱中放置一定时间，即可完成固化，因此可以节约较多热能。采用了改性2D树脂/盐酸和改性2D树脂/磷酸两种系统，只要工艺处方、条件等控制适当，其服装成品的各项质量水平都能符合要求。

2·1  改性2D树脂/盐酸系统的应用

2·1·1  工艺过程

    改性2D树脂/盐酸系统的工艺过程为:织物→染色→预处理→上添加剂 (或另加有聚合物) →干燥→成衣→压烫→喷雾施加改性2D树脂/HCl整理剂→室温干燥→室温固化(38℃，放置20h) →碱洗→上柔软剂→转笼烘燥。

    由于本系统对热很敏感，不可经受较高温度，因此必须和成衣、压烫后才可施加树脂。但是，这样服装压烫后尚未定形，折裥便会受到影响，甚至使压烫的折裥消失。因此，往往在织物预处理上添加剂时，加用了聚丙烯酸系或聚氨酯系聚合物，以期保持压烫形成的折裥。

    试验所用织物为纯棉漂由斜纹厚织物。对织物预处理的用剂为:高密度聚乙烯(20%)5%;润湿剂0.1%;水94.9%。吸液率64%。织物经浸轧、烘燥后，成衣、压烫，然后喷雾施加树脂整理剂(处方见表2，吸液率62%，以后使服装干燥到正常的织物回潮率，以保持一定的湿度。继后在室温下(＜38℃＝放置2Oh，使其固化。接着再经碱洗以中和服装上残留的酸。最后上柔软剂和转笼烘燥。

由表2可见，服装成品的平整度、折裥保持性、断裂强力(纬向)保持性都是比较满意的。

表2  改性2D树脂/盐酸室温固化工艺处方和结果

助剂及结果

对溶液的质最分数，%

1

2

3

4

5

6

水

74.9

69.9

59.9

79.9

94.9

89.9

改性DMDHEU(40%)

15.0

20.0

30.0

12.0

 

 

有机硅柔软剂(20%)

5.0

5.0

5.0

5.0

5.0

5.0

润湿剂

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

盐酸(31%)

5.0

5.0

5.0

 

 

5.0

MgCl2·6H20(64%)

 

 

 

3.0

 

 

平整度级别(级)

3.3

3.3

3.3

3.2

 

 

折裥保恃性级别(级)

3.5

3.5

3.5

3.5

 

 

断裂强力(纬向)/N

245

245

236

254

370

196

注:① 处方l、2、3、5、6的固化温度为27℃;② 处方4为常规工艺(轧→干→固)对照样;③ 空白织物断裂强力(纬向)为539N

2·1·2 存在问题和注意点

(1)用活性染料染深色的织物制成的成衣，经压烫加以折裥处理，再经树脂整理剂润湿时，会影响形成的折裥。即使预处埋时加用了聚合物仍然无效。除非织物中混有足够质量分数的合成纤维。Turner认为：活性染料染色改变了棉纤维的一些特性，压烫时庞大的分子阻碍了纤维素链的氢键键 合，附着于纤维素上的活性染料上的磺酸基团较大程度地增加了纤维素的亲水性。因此，特别在活性染料染深色的情况下，会影响压烫形成的折裥的持久性。关于此问题尚在进一步研究中。

(2)盐酸对金属有较大的腐蚀性，需用专用的施加设备。

(3)服装经施加树脂整理剂后，要求仔细控制工艺条件，不使过度受热。

2·2  改性2D树脂/磷酸系统的应用

2·2·1低温后固化工艺

工艺过程为:服装→施加树脂整理剂→干燥(38℃)→压烫→低温后固化(93℃，20min)→碱洗→上柔软剂→转笼烘燥。树脂整理剂处方为：润湿剂0.1%;改性2D树脂(40%)15%;聚乙烯柔软剂(20%)3%;氨基有机硅(20%)3%;磷酸(85%)3%;水70.9%。

在38℃(100℉)干燥使保持一定湿度，然后压烫和在低温(93℃，200℉)下后固化。最后碱洗、上柔软剂和转笼烘燥。改性2D树脂/磷酸系统的应用，也是低温固化节能工艺。磷酸虽然也是强酸，但较盐酸为弱，加工条件"宽容度"较大。如表3所示，在较多温度、时间 条件下后固化都可获得满意的成品质量，但是，其中以93℃、2Omin的后固化条件较为适宜。

  表3  改性2D树脂/磷酸系统后固化工艺条件及固化效果

温度℃

时间min

Dp级别（级）

断裂强力(纬向)/N

折裥保持性（级）

只压烫

3.0

325

 

38

30

3.0

320

 

52

30

3.0

320

 

66

30

3.0

320

 

79

30

3.2

294

4.5

93

30

3.5

250

4.5

107

30

3.5

227

4.5

121

15

3.5

200

4.5

135

15

3.5

183

4.5

149

15

3.5

151

4.5

2·2·2  只须压烫工艺和压烫后再后固化工艺

本系统也可应用织物上树脂和前固化，再在成衣后只须压烫的工艺(即相当于本文第1节中的工艺1)。其中前固化的条件以温度149℃(300℉)、时间＞lmin较为适宜(见表4)。

表4  只须压烫工艺前固化时温度和时间的影晌

温度/℃

时间/min

DP级别(级)

断裂强力(纬向)/N

38(只干燥)

20

1.1

361

93

2

2.6

307

107

2

3.2

272

121

2

3.2

263

135

2

3.3

232

149

1

3.3

232

    另外，还对比了织物上树脂和前固化后，服装只经压烫工艺和服装压烫后冉经后固化工艺的质量水平(见表5)"从表s呵见，这两个工艺的各项质量水平郡可符合要求。但是，压烫后再后固化工艺在Dp级别、折裥保持性方面可有一定程度的提高，而强力方面则略有降低。

      表5  服装只压烫工艺和压烫后再后固化工艺比较

前固化条件

服装只压烫

服装压烫后再后固化

时间min

温度℃

DP(级)

折裥保持性(级)

断裂强力(纬)/N

DP(级)

折裥保持性(级)

断裂强力(纬)/N

2

93

3.0

3.5

263

3.8

3.7

245

2

107

3.2

3.0

267

3.5

3.8

240

2

125

3.3

3.2

250

3.5

4.2

240

     注: ① 试样上树脂后在66℃干燥，在所示温度下前固化，然后加以压烫或压烫后进行后固化；

② 压烫再进行后固化的温度和时间为:93℃，2Omin。

    应用本系统时要注意:防止磷酸过多地流入河流，使藻类过度生长，对水生物有不利影响。

 3   结论

  (1)应用矿物酸作为树脂整理催化剂的改性2D树脂/盐酸和改性2D树脂/磷酸两系统，可望作为服装低温固化耐久定形整理的有效工艺，可以节约较多热能，但尚需在生产上批量应用以便积累经验，并测算节能数据。

    两系统中尤以改性2D树脂/磷酸系统较优。

 （2）对于改性2D树脂/盐酸系统，对温度和时间的控制要求较为严格，而且对于活性染料染深色的服装如何提高折裥保持性，尚待作迸一步的研究改进。

    对于改性2D树脂/磷酸系统，则工艺条件控制范围较宽，掌握时可较灵活。

  (3)两系统对金属都有一定的腐蚀性，而改性2D树脂/磷酸工艺较好些。

  (4)两系统整理的成品在正常回潮率下长期贮存，可能会产生一些水解作用，影响耐久定形效果，而后者可能较少些。

4   参考文献

[l] Turner.Durable Press Garments Via Low Temperature Cure [J]AATCC REVIEW，200I，(4);34-36