最近的棉练漂及功能性助剂yd15224
刘辅庭 原上海市纺织科学研究院中国上海200092
收稿日期：2012-02-22
作者简介：刘辅庭， 留日高工，从事技术情报40年，最近编著论文集，并编译功能纤维及静电纺丝两书，又研发10喷嘴静电纺丝机试制防水透气样布(可协作)
原载:染整技术,2012/6;6-8,15
【摘要】综述了低温短时间棉练漂法、拼用电晕放电处理的棉布精练和防花粉、砂土剂及吸水性除水性／油性污剂。
【关键词】低温短时练漂； 电晕放电前处理；功能性助剂
【中图分类号】TS 190．2 文献标识码：A 文章编号：1005-9350(2012)06-00006-03
2010年世界人口是69亿人，到2030年预测为84亿人。世界纤维制品的产量预测2010~2030年从7400万t增到1万3700万t。新技术也促进产量增加。
1 低温短时间练漂法[1]
低温短时间即75℃×30min(I-OR法)，在pH10发挥漂白效果。与一般练漂法相比，低温短时间且用碱量少，对棉织物的损伤少，棉原有的棉蜡有些残留，处理后棉织物保持独特的风格。用碱量少，也便于练漂后的净冼。
1．1 低温短时间练漂法所用药剂
练漂处理是用过氧化氢及苛性钠，并拼用两助剂Adrapur AC／PO-N和Adranet EC0 IOR。对棉及棉混需用助剂Addrapur AC／PO-N， 其能力使在低温70～80℃过氧化氢活化。并在pH10使过氧化氢活化，用碱量可减少。助剂Adranet ECO IOR能使油脂乳化，生物降解性高。
1．2 棉针织物的练漂
练漂时，浴比1:10，药剂放入， 到75℃ 保持30min，然后热水冼。练漂处方比较如表1所示。
表1 练漂处方
|
一般法药剂浓度(g/L) |
I-OR法药剂浓度(g/L) |
||
|
30%H2O2 |
2.5 |
30%H2O2 |
2.5 |
|
Diso DN-40(渗透剂) |
1.2 |
Adranet ECO IOR |
1.2 |
|
亮NIK(H2O2稳定剂) |
1.5 |
Adrapur AC/PO-N |
1.5 |
|
pH 11(NaOH调节) |
|
pH 11(NaOH调节) |
|
1．2．1 品质
一般法要pH11、90℃，才有高白度，而I-0R法只是pH10、75℃。
一般法处理布硬，I-OR法处理布柔软。从表2的N-己烷萃取量的测定结果可知，I-0R法处理布的萃取量多，表明低温少碱量处理后，油脂成分残留多，赋予织物风格好。
表2 练漂处理布的萃取N-己烷
|
|
N-己烷萃取量／(mg／g) |
|
坯布 |
2．9 |
|
一般布 |
0．9 |
|
I-0R法 |
2．4 |
各处理布的撕裂强度如表3所示，I-0R法的强度降低少。
表3 各处理布的撕裂强度
|
处理布 |
经纬纱 |
撕裂强度/N |
白度 |
|
退浆 |
经 |
10.9 |
80.49 |
|
纬 |
7.6 |
||
|
I-OR |
经 |
10.0 |
88.50 |
|
纬 |
7.5 |
||
|
一般练漂 |
经 |
9.1 |
90.52 |
|
纬 |
6.7 |
用解聚率(棉溶解于铜乙二胺溶液，从粘度测定看其聚合度)评价棉的物性及强度的结果，可知用I-0R法未降低。
为去除处理布的棉结，H202 30％ 5g／L，AdrapurAC／PO-N 1．5g／L，Adranet EC0 I0R 2g／L， 改变Na0H量，处理棉针织物，浴比1:10，70℃×30min的条件下处理时的棉结除去性，如表4所示，取得改善。
表4 处理布的除去棉结性
|
50%NaOH |
pH |
除棉结性 |
|
0.4g/L |
10.5 |
差 |
|
1.0g/L |
11.1 |
差-优 |
|
2.0g/L |
11.5 |
优 |
坯布残留过氧化氢时影响染色，可利用过氧化氢分解酶除去。
1．3 现场试验
表5 现场试验的练漂处理条件
|
|
I-OR法 |
对比试验 |
|||
|
1# |
2# |
3# |
|||
|
配方 g/L |
35%H2O2 |
1.7 |
3.4 |
1.7 |
3.4 |
|
50%NaOH |
调pH10 |
3.2 |
调pH10 |
3.4 |
|
|
Adranet ECO |
1.0 |
1.6 |
- |
1.6 |
|
|
AdrapurAC PO-N |
1.2 |
1.2 |
- |
1.2 |
|
|
Disko DN-40 |
- |
- |
1.0 |
- |
|
|
亮NIK |
- |
- |
1.2 |
- |
|
|
加工设备 |
高压溢流 |
常压溢流 |
|||
|
工艺 |
液量/L |
250 |
400 |
||
|
温度/℃ |
75 |
90 |
90 |
75 |
|
|
时间/min |
30 |
60 |
60 |
30 |
|
|
织物 |
全棉 |
||||
|
布重Kg |
13 |
||||
|
布速m/min |
80 |
||||
现场试验的练漂处理条件如表5所示。用液流染色机的练漂布评价如表6所示。
表6 用液流染色机的练漂布的评价结果
|
处理工艺 |
白度 |
棉结除去性 |
风格 |
|
I-OR法 |
88.95 |
差 |
优 |
|
1# |
90.02 |
优 |
优-差 |
|
2# |
89.10 |
优-差 |
差 |
|
3# |
89.97 |
优 |
优 |
|
坯布 |
78.51 |
- |
- |
1．4 I-OR法的特征
I-0R法的优点是：1．低温低碱处理，高强度中、高白度；2．低温低碱处理，棉蜡等残留，保持棉的风格；3．低温短时间处理，可节能及缩短工程。用碱量少，可缩短水冼工程；4．解聚率降低少，对棉的损伤及减重少；5．毛羽发生少，滤器的污染少；6．解聚率降低小，棉蜡残留，取得防皱效果。
2 拼用电晕放电处理的棉布煮练[2]
2．1 电晕发电处理装置的特征
电晕放电处理装置在大气压的空气中可取得放电状态， 比真空的放电处理装置简便，易连续处理。和歌山县工业技术中心设计的电晕放电处理装置是钢丝对圆筒型电极，织物连续通过钢丝型放电电极和圆筒型电极之间的放电区域。处理条件的放电输出、处理速度、电极间隙可变。在放电区域有臭氧及氮氧化物，因此装有排气设备。
2．2 拼用电晕放电处理的棉布煮练
2．2．1 电晕放电处理用于棉冷堆法精练
前已阐述电晕放电处理对棉坯布有亲水化效果，可用于精练。
冷堆法是坯布浸轧含退浆剂、精练剂、漂白剂的处理液成卷后，放置一昼夜。然后按需要进行净洗、定形、丝光。处理液含有氢氧化钠、过氧化氢、渗透剂。放电处理对反应主剂的削减效果少，但渗透助剂削减效果大，也己前述(2000年)。
棉坯布经输出1Kw的两面12次的连续处理使亲水化。然后浸轧处理液，30℃放置24h后烘干。拼用电晕处理后吸水性提高，如表7所示。
拼用放电处理时，在过氧化氢40g／L、氢氧化钠40g／L、硅酸钠100g／L，试布上无显著的棉结，如表8所示。
表7 电晕放电处理拼用冷轧堆法处理的棉布吸水性
|
NaOH (g/L) |
未处理坯布 |
电晕放电处理坯布 |
||||||
|
H2O2(g/L) |
H2O2(g/L) |
|||||||
|
0 |
10 |
20 |
40 |
0 |
10 |
20 |
40 |
|
|
0 |
一 |
|
|
|
++ |
|
|
|
|
10 |
|
一 |
|
|
|
+ |
|
+ |
|
20 |
|
|
一 |
|
|
|
+ |
+ |
|
40 |
|
|
一 |
|
|
|
+ |
+ |
注： 一：未渗透； +：1min渗透；++：瞬间渗透
表8 电晕放电处理拼用冷轧堆法处理的棉布的棉结数
|
NaOH (g/L) |
未处理坯布 |
电晕放电处理坯布 |
||||||
|
H2O2(g/L) |
H2O2(g/L) |
|||||||
|
0 |
10 |
20 |
40 |
0 |
10 |
20 |
40 |
|
|
0 |
147 |
|
|
|
132 |
|
|
|
|
10 |
|
110 |
|
70 |
|
11 |
|
9 |
|
20 |
|
|
55 |
62 |
|
|
11 |
3 |
|
40 |
|
|
39 |
31 |
|
|
14 |
0 |
注： 试布30 X 20cm的棉结数
拼用放电处理时的白度及黄色度如表9及表10所示， 白度高。
表9 电晕放电处理拼用冷轧堆法处理的棉布的白度
|
NaOH (g/L) |
未处理坯布 |
电晕放电处理坯布 |
||||||
|
H2O2(g/L) |
H2O2(g/L) |
|||||||
|
0 |
10 |
20 |
40 |
0 |
10 |
20 |
40 |
|
|
0 |
10 |
|
|
|
13 |
|
|
|
|
10 |
|
25 |
|
|
|
45 |
|
|
|
20 |
|
|
39 |
|
|
|
55 |
|
|
40 |
|
|
|
50 |
|
|
|
65 |
注：CIE Ganz 82
表10 电晕放电处理拼用冷轧堆法处理的棉布的黄色度
|
NaOH (g/L) |
未处理坯布 |
电晕放电处理坯布 |
||||||
|
H2O2(g/L) |
H2O2(g/L) |
|||||||
|
0 |
10 |
20 |
40 |
0 |
10 |
20 |
40 |
|
|
0 |
20 |
|
|
|
20 |
|
|
|
|
10 |
|
17 |
|
|
|
12 |
|
|
|
20 |
|
|
14 |
|
|
|
10 |
|
|
40 |
|
|
|
11 |
|
|
|
7 |
注： ASTM E 313
2．2．2 浸渍法电晕放电处理用于棉的果胶酶精练
酶处理时，果胶酶5g／L、醋酸-醋酸钠缓冲液pH4，反应温度40℃、50:1、6h，Triton X-100(表面活性剂)2g／L。
放电处理时，输出1Kw、电极间距3mm、速度1m／min、两面处理20次。
电晕放电处理用于棉的果胶酶精练时，MB值约1．5较低，表明果胶残留少。根据沉降法的吸水性，与加表面活性剂的相同。
电晕放电前处理的棉布浸轧用醋酸缓冲液调整为4的酶溶液后，40℃放置24h，然后水洗，烘干。结果MB值较低，吸水性较高。
3 功能性助剂[3]
3．1 花粉 砂土 尘吸附剂PLC
性质是淡黄色透明液体，非离子性，主成分为水溶性聚氨酯溶液，pH5，按任意比率可溶解于水。
特点是吸附杉等花粉及沙土、尘，防止其飞散。吸附后易洗去；强力粘合花粉及砂土、尘等，纤维表面保持平滑柔软；处理后不热变黄及变色；适用各种纤维。
用法是3-5％溶液浸轧，烘干；浸渍时对水1L，放入助剂5-10g：浸渍几分钟后脱水，烘干；喷雾法时，助剂用水10-20倍稀释，向处理物喷雾后烘干。
3．2 防花粉 砂土剂POL
性质是无色半透明液体；阳离子性；主成分为变性纳米乳液；pH7-8；按任意比率易溶于水。喷雾法时，助剂用水l0-20倍稀释，向处理物喷雾后烘干。
特点是难附着花粉，附着后易脱落除去。耐洗保持性能；风格不变硬，对色牢度无影响；水分蒸发后在纤维上形成树脂薄膜，无需焙烘及定形；适用各种纤维。
用法是3-5％溶液浸轧，烘干；浸渍时对水1L，放入助剂5-10g；浸渍几分钟后脱水，烘干；处理后无需热处理。
3．3 吸水性去污剂PA-600
性质是蓝白色半透明液体；非离子性；主成分为亲水性高分子聚合物；pH 6-7；按任意比率易溶于水。喷雾法时，助剂用水10-20倍稀释，向处理物喷雾后烘干。
特点是对各种纤维赋予耐洗的吸水效果、除水性／油性污效果及防静电效果；处理后风格柔软，有平滑性，不变色、热变黄，对色牢度无影响；后处理时渗色少。
用法是3％～5％溶液浸轧，烘干：浸渍时对水1L，放入助剂5～10g： 浸渍几min后脱水，烘干；处理后无需热处理；喷雾法时，助剂用水10～20倍稀释，向处理物喷雾后烘干。
4 参考文献
[1] 小石原正晴．低温短时间练漂[J]．加工技术(日)，2011．46 (11) ： 1-7
[2]解野诚司．拼用电晕放电处理的棉布的精练[J]．加工技术(日)，2011，46(I1)：8-13
[3]开发功能性助剂[J]．加工技术(日)，2011，46(11)：14-15