纯棉色织府绸的水性聚氨酯免烫整理Yd15003
翦育林1,2，汪南方1，陈镇1，钟育波2，汤迪3 1.湖南工程学院，湖南湘潭411104；2.汕头创新德美化工有限公司、广东汕头515141；3.常州依丝特纺织服饰有限公司，江苏常州213033 J
收稿日期：2011-11-01
基金项目：湖南省自然科学基金项目(06JJ5083)。
作者简介：翦育林(1957-)，男，教授，主要从事新型染整技术及助剂的开发与教学。
原载: 印染,2011/24;31-33
【摘要】考察了4种水性聚氨酯整理剂(MT-1，MT-2，MT-4，MT-5)的用量和焙烘条件对棉织物免烫整理效果的影响，试验发现，采用2D树脂100-110g／L和MT-2 50-60 g／L复配进行整理，织物各项性能较优，色织府绸的折皱回复角、撕破强力、甲醛含量和DP等级均能达到客户要求。
【关键词】耐久压烫整理；整理剂；水性聚氨酯；棉织物
【中图分类号】TS195.55 文献标识码：B 文章编号：1000-4017(2011)24-0031-03
纯棉色织府绸滑挺，透气性和吸湿性好，穿着高雅舒适，适宜做夏季的服装和内衣，产品附加值高，在国内外市场上很受欢迎[1-2]。然而，它们存在弹性差、易起皱等缺陷。为了克服以上缺陷，往往需要进行免烫(或称“洗可穿”)整理。基于成本和免烫效果的考虑，目前很多工厂仍采用2D树脂作为免烫整理剂[3]。但是，2D树脂整理后的织物在使用和贮存过程中会释放出甲醛，对人体健康带来较大的危害，而且2D树脂整理对织物的强力损伤较大，在薄型的全棉织物上表现尤为突出[4]。
为了解决2D树脂整理所带来的强力损伤和甲醛释放问题，近年来，人们研发了许多多元羧酸、醚化2D树脂、强力保护剂、甲醛捕捉剂和有机硅乳液等新型整理剂[5-7]。水性聚氨酯(PU)是用水代替有机溶剂作为介质的一种新型聚氨酯体系，将它应用于织物整理，能赋予织物优良的柔软度、丰满感、耐洗、耐磨、回弹性、爽滑、手感好、抗静电和透湿等优良性能[6-8]。本课题组已报道了水性聚氨酯作为甲醛捕捉剂在棉织物免烫整理上应用[9]，本文则介绍采用不同软硬段结构的水性聚氨酯，用于全棉色织府绸的免烫整理，以减小织物强力损伤和布面甲醛含量。
1 试验部分
1.1 材料、试剂及设备
织物纯棉色织府绸14.8 tex X 14.8 tex，523.6根／10 cm×283.5根／10 cm(常州依丝特纺织服饰有限公司)试剂2D树脂，渗透剂JFC，免烫MT-1，免烫MT-2，免烫MT-3，免烫MT-4，免烫MT-5，硅油D365D(汕头创新德美化工有限公司)；Hi-40强力保护剂(深圳先进华联精细化工有限公司)；氯化镁，柠檬酸(市售)设备LP-400均匀轧车，101烘箱，LSA-400热定形机
1.2 试验方法
1.2.1 水性聚氨酯整理
整理液处方／(g/L )
水性聚氨酯整理剂 60-120
渗透剂JFC 2
工艺流程: 浸轧整理液(二浸二轧，轧余率75％)→预烘(80 ℃，3 min)→焙烘(140-180℃，3 min)
1.2.2 混合树脂整理
整理液处方／(g·L )
2D树脂 80-160
水性聚氨酯整理剂 30-80
氯化镁 20-30
柠檬酸 2
渗透剂JFC 2
工艺流程: 织物浸轧整理液(二浸二轧，轧余率75％)→预烘(80℃，3 min)→焙烘(160℃，3 min)
1.3 性能测试
1.3.1 折皱回复角(WRA)
按GB／T 3819-1997(纺织品织物折痕回复性的测定回复角法》，用YG541E全自动激光织物折皱弹性测试仪测定。
1.3.2 撕破强力
按GB／T 3917.2—1997《纺织品织物撕破性能第2部分：舌形试样撕破强力的测定》进行测定。
1.3.3 DP值
按GB／T 13769-2009(纺织品评定织物经洗涤后外观平整度的试验方法》测定。
1.3.4 整理织物的耐洗性
用全自动织物缩水率仪对整理织物进行水洗，通过测试未水洗、水洗1次、水洗3次、水洗5次织物的DP值来评价整理织物的水洗耐久性。水洗流程为：进布→加洗涤剂(2 g／L) →进水→正常洗涤(5 min，40℃) →排水→进水清洗(3 min，2次) →排水甩干，此为水洗一次。将水洗后的整理织物垂直悬挂，让其自由晾干，再与平挺度标准样卡对比评定等级。
1.3.5 甲醛释放量
按GB／T 2912.1-1998《纺织品甲醛的测定第l部分游离水解的甲醛测定(水萃取法)》方法测定。
2 结果与讨论
2.1 水性聚氨酯整理
2.1.1 整理剂及其用量
按1.2.1节整理处方和工艺，用不同的聚氨酯对全棉色织物进行免熨整理，测定织物的回复角WRA、撕破强力以及DP等级，结果见表l。
表1 不同水性聚氮酯整理剂对棉色织物的整理效果
|
整理剂 |
质量浓度/g／L |
(经+纬)WRA／(°) |
撕破强力／N |
DP／级 |
||
|
急弹 |
缓弹 |
经向 |
纬向 |
|||
|
空白 |
一 |
89.32 |
126.96 |
l9.50 |
I6.8 |
l |
|
MT-1 |
60 |
124.10 |
156.50 |
24.13 |
16.9 |
2 |
|
80 |
122.82 |
151.88 |
23.83 |
18.1 |
2～3 |
|
|
120 |
122.50 |
154.40 |
28.73 |
20.7 |
2～3 |
|
|
MT-2 |
60 |
132.08 |
168.30 |
29.03 |
20.5 |
2 |
|
80 |
132.78 |
168.08 |
23.13 |
18.1 |
2～3 |
|
|
120 |
139.56 |
176.50 |
29.73 |
22.4 |
2～3 |
|
|
MT-4 |
60 |
109.40 |
144.76 |
25.30 |
18.1 |
2 |
|
80 |
120.92 |
154.38 |
23.00 |
17.3 |
2～3 |
|
|
120 |
123.10 |
158.12 |
25.30 |
20.9 |
3 |
|
|
MT-5 |
60 |
l45.44 |
182.46 |
36.03 |
29.3 |
2～3 |
|
80 |
135.21 |
170.42 |
26.10 |
22.3 |
2～3 |
|
|
120 |
129.24 |
164.50 |
30.20 |
30.5 |
3 |
|
注：140℃
焙烘3min。
由表1可知，全棉色织府绸经过4种不同的水性聚氨酯整理后，其折皱回复角WRA都有较大的提高，DP等级也从未整理时的1级上升到2-3级。由于聚氨酯具有较好的成膜性，整理后的织物撕破强力有一定的提升。表1显示，MT-l、MT-2、MT-4和MT-5整理后织物的抗皱回复性能有较大的差别。其中MT-2和MT-5的抗皱回复性能好于MT-l和MT-4，这是由于4种整理剂的软硬段结构不同而带来不同的成膜性所致。随着水性聚氨酯用量的增加，4种水性聚氨酯折皱回复性能的提升不明显，表明聚氨酯用量达到一定程度后，整理液的黏度较高，不易渗透到纱线内部，与棉纤维的羟基交联反应不充分。因此，用量控制在60-80 g／L为宜。
2.1.2 焙烘温度
取水性聚氨酯80 g／L，考察焙烘温度对整理后织物各项性能的影响，结果见表2。
表2 不同焙烘温度下棉色织物的整理效果
|
整理剂 |
焙烘温度／℃ |
(经+纬)WRA／(°) |
撕破强力／N |
DP／级 |
||
|
急弹 |
缓弹 |
经向 |
纬向 |
|||
|
MT-1 |
140 |
122.82 |
151.88 |
23.83 |
18.1 |
2 |
|
160 |
134.62 |
168.24 |
22.67 |
16.93 |
2～3 |
|
|
180 |
111.66 |
141.36 |
20.80 |
13.80 |
2～3 |
|
|
MT-2 |
140 |
132.78 |
168.08 |
23.13 |
18.10 |
2～3 |
|
160 |
122.62 |
161.00 |
21.8 |
16.00 |
2～3 |
|
|
180 |
132.62 |
170.58 |
18.10 |
14.47 |
2～3 |
|
|
MT-4 |
140 |
120.92 |
154.38 |
25.30 |
18.10 |
2 |
|
160 |
133.96 |
166.54 |
21.27 |
l5.30 |
2～3 |
|
|
180 |
120.68 |
154.68 |
18.30 |
14.77 |
2～3 |
|
|
MT-5 |
140 |
135.2l |
170.42 |
26.10 |
22.30 |
2～3 |
|
160 |
123.5 |
160.08 |
22.80 |
22.34 |
2～3 |
|
|
180 |
198.8 |
227.86 |
21.83 |
17.07 |
3 |
|
由表2可知，随着焙烘温度的提高，水性聚氨酯整理布样的回复角和DP等级变化不大，而织物的撕破强力逐渐减小。这是由于水性聚氨酯MT-1、MT-2、MT-4、MT-5的封端剂为NaHS03，其解封温度为60～70 ℃[12]，焙烘温度在140-180℃。提高温度可增加聚氨酯与棉纤维之间的交联度，但温度过高会使棉纤维与聚氨酯分子链部分降解，致使织物强力下降。因此，焙烘温度以140～160 ℃为宜。
2.1.3 整理织物的耐久性
对整理后的布样水洗不同次数后，进行DP评级，结果见表3。
表3 水洗次数对整理织物DP等级的影响／级
|
整理剂 |
未洗平均 |
水洗1次 |
水洗3次 |
水洗5次 |
|
MT-1 |
2～3 |
2 |
1～2 |
1 |
|
MT-2 |
2～3 |
2 |
2 |
1～2 |
|
MT-4 |
2～3 |
2 |
1～2 |
1 |
|
MT-5 |
2～3 |
2～3 |
1～2 |
1～2 |
注：树脂用量80 g／L，140℃ 焙烘3 min。
由表3可知，4种整理剂整理织物的耐洗性都不佳，平挺度等级均小于或等于3级。这可能是由于4种水性聚氨酯与棉纤维之间的共价交联度不高所致。
2.2 2D+PU混合树脂整理
为了进一步提高纯棉色织府绸的抗皱回复性，使其达到免熨的水平，同时减少整理后织物上甲醛含量，利用2D树脂与水性聚氨酯进行复配整理，结果见表4。
表4 织物经2D+PU复配整理后性能指标
|
2D／g/L |
MT-2／g/L |
经十纬)WRA／(。) |
撕破强力／N |
DP级 |
甲醛含量／mg/kg |
||
|
急弹 |
缓弹 |
经向 |
纬向 |
||||
|
80 |
80 |
247.62 |
276.78 |
14.44 |
13.18 |
2.5 |
55.5 |
|
90 |
70 |
255.62 |
280.5 |
13.19 |
12.51 |
2～3 |
75.8 |
|
100 |
60 |
262.56 |
282.16 |
11.76 |
10.10 |
3 |
80.1 |
|
110 |
50 |
264.55 |
283.26 |
9.79 |
8.53 |
3 |
95.9 |
|
120 |
40 |
268.74 |
288.70 |
8.86 |
7.19 |
3 |
108.3 |
|
130 |
30 |
268.48 |
288.92 |
7.39 |
6.23 |
3 |
118.5 |
|
160 |
0 |
282.72 |
299.36 |
6.32 |
5.41 |
3～4 |
345.8 |
表4可知，随复配树脂中水性聚氨酯含量的减小，整理后织物的折皱回复角和DP等级逐渐增大，撕破强力逐渐减小，而甲醛含量增大。这说明2D树脂与棉纤维之间的反应交联的能力较水性聚氨酯强，而2D树脂对织物的强力损伤和织物上的甲醛含量有较大的影响。
综合织物的各项性能指标，采用2D树脂100-I10 g／L与MT-2 50-60 g／L进行复配整理。
3 车间生产实例
(1)色织布整理工艺流程
烧毛→退浆→丝光→浸轧树脂→热风拉幅(80～90℃，车速40 m／min) →焙烘(140℃，车速40 m／min)→水洗(80℃，4格，车速50 m／min) →热风拉幅(120℃，车速60 m／min) →预缩→品检
(2)工艺处方
树脂整理工作液处方／(g/L )
2D树脂 110
MT-2 50
氯化镁 20～30
柠檬酸 2
渗透剂JFC 4
Hi-40强力保护剂 20
硅油D365D 30
大样生产结果如表5所示。
表5 色织府绸免烫整理前后性能对比
|
|
(经+纬) ／(织物 °) |
撕破强力／N |
DP／级 |
甲醛含量／(mg·kg ) |
||
|
急弹 |
缓弹 |
经向 |
纬向 |
|||
|
整理 |
278.35 |
288.71 |
13.82 |
12.19 |
3.5 |
67.8 |
|
未整理 |
89.32 |
126.96 |
19.50 |
16.80 |
1 |
- |
由表5可知，整理后织物的折皱回复角、撕破强力、甲醛含量和DP级均达到客户要求。
4 结论
(1)采用4种水性聚氨酯整理剂对纯棉色织府绸进行免烫整理，发现整理剂MT-2、MT-5的折皱回复性能好于MT-1、MT-4，整理后织物的强力得到提高，但其整理耐久性较差。
(2)织物采用2D树脂100～110 g／L与MT-2 50～60 g／L进行复配整理后，其折皱回复角、撕破强力、甲醛含量和DP级均达到客户要求。
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