织物用柔软整理剂的机理与应用研究yd13017
董春芳 烟台华隆电脑针织有限公司 山东烟台264000
收稿日期：2010-O5-24
作者简介：董春芳(1971-)电脑针织有限公司,工程师,女,山东文登人,烟台华隆生产部部长,研究方向:染整
原载：染整技术
【摘要】介绍了织物用柔软剂的发展历程、分类和主要品种,分析了柔软剂的作用机理。随着人们对纺织品质量的要求越来越高,为改善织物的柔软效果的新型柔软工艺方法和工艺的应用、复配与研制提供参考。
【关键词】柔软剂;机理;应用
【中图分类号】TS 195 文献标识码:B 文章编号:1005-9350(2010)11-0023-O3
1 引言
随着人们对纺织品质量的要求越来越高,穿着舒适性越来越受到人们的重视。如今,不仅合成纤维因手感差而需柔软剂及其它助剂的整理,而且天然纤维都加入了这个行列,以追求更高品质。
在纺织品加工中的烧毛工序可除去纤维表面的大部分细小绒毛时有烧焦的危险及在穿着或洗涤时相互摩擦,纤维之间引起氢键联结,使得棉织物特别容易引起原纤化,从而导致织物手感粗硬,蓬松度下降,体积缩小。同时又因为天然纤维中的油脂蜡质、合纤上的油剂等均被去除,引起手感粗糙、僵硬,所以需要对织物进行柔软处理。为弥补产品的这种缺陷,我们常常使用各种纺织助剂来对织物进行后整理,改善成品的手感和舒适性,如我们常用柔软剂对织物进行柔软整理,这样可以在纤维表面形成的吸附层及其润滑作用有助于阻止原纤化和改善织物的蓬松柔软性。降低纤维表面的摩擦系数,改善经纬纱之间的摩擦阻力,使织物具有较持久的滑爽、柔软的手感。但是随着人们对织物柔软效果的要求及环保意识的不断提高,传统这种成本高、污染严重的单纯柔软剂整理工艺已无法满足消费者的要求。探求一种不仅能够弥补传统柔软工艺不足,又能明显改善织物的柔软效果的新型柔软工艺方法和工艺显得十分必要。
2 柔软整理剂
2.1 柔软剂的发展及种类
柔软剂不仅能够起到柔软织物的作用,而且也可以作为纤维的润滑剂,减少纤维与纤维之间的摩擦力,使织物的弯曲性、悬垂性及其它的服用性能得到提高。
由于目前柔软剂的种类繁多,按其化学结构,柔软剂可以分为三大类:非表面活性型、表面活性型、反应型和高分子聚合物型四种。
早期非表面活性类柔软剂以矿物油、石蜡、天然油脂为主,目前应用较少,而目前大部分柔软剂属于表面活性剂,包括阴离子型、阳离子型、非离子和两性型。阴离子型柔软剂具有良好的润湿性和热稳定性,对织物无变色现象,但是织物在染色时用的阳离子染色剂或阴离子染色剂,应用该类型柔软剂有局限性。阳离子型柔软剂和各类纤维结合能力强,可使织物获得优良的柔软效果且耐久性强, 耐洗涤,改善织物的强度和撕裂强度,但是缺点是有泛黄现象,对荧光增白剂有抑制作用且对人体有一定的刺激性。非离子型柔软剂无泛黄的缺点,但是它对纤维的吸附性不好,耐久性低。两性型柔软剂对合成纤维的亲和力强,没有泛黄和染料色变以及抑制荧光增白剂等缺点,但由于价格较贵,目前品种不多;反应型柔软剂,在分子中含有能与纤维素纤维的羟基直接发生反应形成酯键或醚键的柔软剂。具有耐摩耐洗的持久性:高分子聚合物柔软剂主要是由聚乙烯、有机硅树脂等高分子聚合物制成的乳液。经此类柔软剂整理后的织物平滑效果好,获得温暖丰满的手感,能提高织物的撕破强力和耐磨强度,且耐高温、不泛黄,不影响印花织物的色光等优点,被国际纺织界作为树脂整理的首选配套柔软剂,但也存在透气性差、易吸附灰尘等问题。但在目前国际纺织界比较推崇的柔软剂是高分子聚合型柔软剂中的氨基改性有机硅产品,尤其是在西欧和美国。氨基改性有机硅油的品种很多。
2.2 影响柔软剂品质的因素
柔软剂的品质通常用四个参数表达,即氨值、粘度、反应性和粒度。这四个参数会大大地影响被处理织物的风格。如手感、白度、色光以及硅油乳化的难易程度。一般来说,硅油分子量越大、粘度大、氨值越高、氮基官能团在硅油中分布越均匀则织物手感越柔软。此外,硅油分子链端基的反应性对硅油的性能也有很大影响。处理棉麻等纤维素纤维时,一般以非活性的烷基封端的氨基硅乳为宜。氨基改性有机硅油具有超级柔软的作用,表现在弹性、手感柔软、蓬松及耐洗方面。但是这种硅油存在的主要问题是:无亲水基团;在高温下易氧化分解并产生泛黄现象;稳定性差造成分层及粘辊等,影响使用。目前国外己开发出了改善这种现象的氨基硅油,如德美柔软剂WS-3能够赋予织物滑爽和丰满的手感;德美柔软剂WS―9是一种高档有机硅柔软剂可提高织物的悬垂性、抗皱性和回弹性。
2.3 柔软剂整理的机理
柔软整理能降低纤维的表面张力,使织物产生蓬松、丰满的手感。纺织纤维是由线性高分子构成的比表面很大的物质,形状十分细长,分子链的柔顺性也较好。吸附表面活性剂(柔软剂)之后,表面张力降低,使纤维变得容易扩张表面,伸展其长度,从而织物变得蓬松、丰满,产生了柔软手感。而根据热力学的理论,最能降低纤维表面张力的物质在纤维表面的吸附作用最强,形成的吸附膜强度也越大。同时降低纤维的摩擦系数,纤维更容易在织物中伸展。
织物经柔软处理后纤维与纤维之间、纤维与人体之间的摩擦阻力都有一定程度的降低,也就是在柔软整理中降低动静摩擦系数,特别是降低静摩擦系数才能使织物获得良好的柔软手感,因为摩擦系数在很大程度上影响着织物的弯曲和压缩等性质,而弯曲模量和压缩力的大小又直接影响织物的手感,而且摩擦系数的降低使织物在受到外力时,纱线便于滑动,从而使应力分散,撕破强度得到提高,加工过程中受到强力的纤维也容易回复到松弛状态,织物变得柔软。
由于织物在穿着、洗涤或者受到其它机械应力作用时,彼此相互摩擦,原纤维沿着纤维表面裂开,引起纤维之间氢键连接,使织物产生摩擦痕在服用过程中起毛起球,且颜色发生变化,从而导致织物手感粗糙,这种现象就是纱线原纤化。当织物经柔软剂整理后,纤维表面形成柔软剂吸附层,吸附层间的润滑作用,减少了纤维之间的摩擦,防止纱线原纤维化,从而也改善了织物的柔软性。
3 国内外柔软整理方法
3.1 化学柔软剂整理法
运用化学柔软剂进行柔软整理是目前国内外工厂后整理加工中应用最为广泛的整理方法,而且也作为纤维润滑剂,减少纤维一纤维间的摩擦力,使织物的悬垂性和服用性能得到提高,同时还会使织物兼有拒水或亲水、抗静电、弹性、光泽和可缝性等功能。柔软剂整理工艺包括浸渍法和浸轧两种方法。
(1)浸轧法
浸轧法对于所有柔软剂都适合,可用于大批量连续性生产。该方法能均匀给液,保证一定量的柔软剂施加到织物上,经烘干或高温热处理即可。若烘干过程中能在低张力又不直接接触灼热的金属表面,或在能自然回缩的状态下进行,则柔软整理的效果更好。棉和涤棉混纺府绸柔软整理的工艺和条件。工艺流程：浸轧柔软剂溶液→预烘(热风拉幅烘干105
(2)浸渍法
浸渍法是适用于各种类型纺织品(纱线、成衣、针织品等)柔软整理的方法,也可用于散纤维加工,属批量性间歇性的生产方式,只有对纤维有亲和力的柔软剂才适用于浸渍法,通常只用阳离子类和两性类柔软剂。纺织制品在常温或50
3.2 液氨整理法
液氨丝光和液氨整理早在60年代就由挪威开发出来。它作为一种高档的后整理技术,在发达国家己有较多的应用。液氨的化学性质与水相似,其粘度和表面张力比水低,所以能在极短的时间内渗透入纤维中,几乎也可同时去除。它的渗透可达到纤维的结晶结构中,加快了纤维的膨化速度,使纤维内部结构和外观发生变化。液氨整理后的织物不仅手感柔软滑爽、光泽柔和,而且耐磨性、防皱性、强度、弹性等物理机械性能都得到较明显的提高。9O年代初国内厂家的实践也证明,液氨处理能使粗厚低支织物具有仿毛感,高密高支织物具有仿绸感。液氨整理还可使麻类织物获得良好的改性效果,使它在保持其独特凉爽性能的同时,刺扎感轻、手感丰满、柔滑、尺寸稳定,并具有良好的光泽。但由于液氨本身的特性,在应用中涉及到安全、环保、回收、成本等一系列问题,使得该技术的发展和应用受到一定限制。近年来,考虑到液氨加工产品的优良性能,我国各地又相继引进美国液氨处理机加工织物,通过综合处理,使织物更具有高贵的超级柔软的风格,以及高光泽和防皱的特性。
3.3 生物酶整理法
目前利用纤维素酶对棉织物进行减量加工的研究很多,取得的成就也最大。利用纤维素酶对纤维素进行催化水解使织物减量,可以获得风格独特的改性效果。纤维素纤维经过纤维素酶处理后,纤维表面变得光洁,纹路清晰,切削纤维表面,使染料脱落,达到石磨、水洗褪色的效果,而且使纤维表面局部产生沟槽和减量变细,形成多孔性纤维,使织物组织疏松,减少纤维间的粘搭,使纤维滑爽,蓬松,消除绒毛,使纤维尖端分解软化最终使得织物变得柔软,细腻,光滑。
3.4 机械柔软整理法
机械柔软整理主要使用机械的方法,对棉织物等通过拉绒、磨绒、剪毛、膨化柔软、砂洗等处理,使纤维表面绒毛整齐细密,色泽柔和,手感丰满,穿着舒适,透气性良好,布面有特殊的优异风格。
(1) HGP100型转笼式热风烘燥机
原理:含潮织物在转笼内自由跌打翻滚、使织物间产生摩擦,从而改善烘燥时织物在湿热状态下由于棉纤维的热塑性而造成的板硬感。由于进入蒸汽缓和,使织物在松弛状态下均匀缓慢地收缩和干燥,从而使灯芯绒绒毛挺立、手感柔软、悬垂性好。
(2)SM951屮型高速柔软整理机
原理:本设备采用机械和物理方法整理织物。整理过程中输送织物的动力是被加热的空气流。织物以含潮40%-60%喂入喷嘴后被经过喷嘴狭缝的高压高速气流吹到导布管里,并迅速通过导布管由其末端喷出,撞击到后面呈栅栏状缩绒板上,然后松弛地堆置底部的储布槽里,织物沿倾斜储布槽滑动到前部,被导布辊提起又被送到喷嘴里,织物这样周而复始地运动、引风机吹出的高速气流与织物强烈的撞击,几乎呈平幅的松弛堆置。
(1)AIRO-1000型气流式柔软整理机它是由意大利Bianca1ani公司开发的产品。意大利白卡拉尼纺织机械有限公司生产的爱乐超级柔软整理机处于世界领先地位,爱乐柔软机所处理的产品手感独特,被国际后整理界通称为“爱乐”手感。
(2)意大利PETRA织物滑爽整理机,
采用具有尖端科技的往复回转罗拉系统,能在不使用化学助剂的条件下对织物进行消光和滑爽处理。
(3)VH soft set翻滚式柔软定形烘燥机
由丹麦汉力克逊(Henriksen)公司生产。它是利用热风喷射原理对织物进行翻滚式烘燥、柔软处理,在工作时由喷嘴喷出高压热空气流,驱动织物高速在贮布室内循环运作,对织物施加翻滚、松弛、揉搓等作用,并在贮布室内充分松弛。
4 结束语
随着人们不断追求高质量,高品位的生活水平,对纺织品的品质要求也越来越高,人们已经不仅仅局限于柔软这个角度,而是在满足柔软的前提下,更要求织物具有滑腻、蓬松、吸水、透气、抗皱等多种优良的品质,但这些要求是单纯化学整理所无法达到的,因而我们必须在以前传统的柔软加工工艺的基础上,利用协同效应,扬长避短,开发多种整理方法相结合的整理工艺,使得整理后的产品具有多种风格,以满足当前消费者的需求。
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