真丝双绉防缩免烫整理的研究

孙新军 刘岩  山东省纺织科学研究所

原载：染整涂层及其他整理学术论文、资料选辑/1990

提要

    本文阐述了影响真丝双绉防缩、免烫的几个重要因素，介绍了织物伸长率与缩水率的关系，和ATR快速检测交联情况的质量监测方法。提出了二浴法工艺可使织物在防缩免烫、

手感风格、绉效应等方面得到良好平衡的结论。

一、前言

    真丝绸手感柔软、滑爽、穿着舒适的特点是人所周知的，但它的缺点是洗后皱缩严重。多年来，为能使真丝绸在保持原有风格的条件下，兼有防缩免烫特性，国内外做了不少研究。

    采用环氧化合物处理真丝绸使其具有防缩免烫(洗可穿)性能，是五十年代末开始的。有人[1]从氨基甲醛树脂整理的失败教训中，改用环氧化合物作交链剂，曾分别采用两种工艺方法:(1)烘干法，(2)汽蒸法，使环氧化合物[2]与真丝绸在NaOH的催化反应下，首先得到了较高的湿回能(整理后261°，半制品181°)，但洗可穿级别不是太理想(整理后3-4级，未整埋的1-2级)。并且由于采用了NaOH作催化剂，质量不易控制，有脆损变黄的缺陷。另外，洗可穿级别也未能达到理想的要求。

    七十年代，田中芳雄等人[3]，继续用环氧化合物对真丝绸的处理做了比较系统的研究，有了许多发现[4]，他们采用膨化剂处理织物后，使浸溃于环氧化合物溶剂中进行处理，湿弹性有了较大提高。据1986年报导，他们己进入工业化阶段。

    国内于七十年代末，相继用环氧化合物对真丝双绉、柞丝绸等织物进行了整理研究，并取得了一定效果。

    浙江地区采用丙三醇缩水甘油醚(302)处理真丝双绉，可使织物的干、湿回能提高到280°以上[5]，其整理后的织物称之为“防缩抗皱”产品。丹东地区采用环氧化合物(3001)[6]，作柞丝绸整理，可赋予织物良好的防缩性能[7]。中科院大连化学物理所并就此进一步开展机理性研究。

    我们用环氧化合物对真丝双绉进行整理的研究是1979年开始的。当时单纯引用日本专利的方法[8]，初步获得了较好的洗可穿效果。在此基础上，我们对树脂的质量进行了筛选，并使织物在松式状态下交链反应，进而使真丝双绉在防缩免烫、手感风格、绉效应的平衡方面取得了满意的效果。

    现将有关试验与结果分析分述如下。

二、真丝绸防缩免烫整理对环氧树脂的质量要求

据文献资料介绍，不管乙二醇还是丙三醇与环氧氯丙烷反应后均可作为丝绸交链剂，而且湿回能数据基本相当[9]。但是在合成中生成物比较复杂，并非都是双环氧基化合物(1)，副产物也有相当大的比例(2-1)、(2-2)；

    生成物的组成从平均分子量和环氧基含量百分率，可以粗略地计算出它的平均克分子比（生成物克分子数︰环氧基克分子数)。

    平均分子量大小涉及到分子长度，克分子比则关系到它与纤维大分子是否有发生架桥反应的可能性，单环氧基只能与纤维发生接枝。

    我们在试验中就不同的树脂质量进行了整理效果的小样对比，其结果见表1。

    表1  不同克分子比分子量的整理效率

工艺

克分子比

分子量

平挺度(级)(T+W)

碱溶(%)

洗前

十五次皂洗后

234-3

-2

-4

-1

1︰1.5

1︰1.6

1︰1.68

1︰1.76

278

210

246

230

5

5

5

4.9

3.5

3.5

3.5

4

11.62

10.40

11.81

10.35

碱溶虽是一种用来体现交链度的一项测试方法，但从这一组试验数据中看到接枝位阻也有限止碱液向纤维内部渗透，降低碱溶的作用。它与平挺度没有必然的连系。

    表中数据说明，洗前平挺度都达到了5级(4.9级)，但洗15次后下降幅度不一。它与克分子比有关，而与分子量大小无关。因此，免烫整理对树脂的质量要求以克分子比大的为好。

三、关干织物经整理后能够降低缩水率的原因分析

    我们曾经做过试验；将一块未整理的、而经充分缩水后的真丝双绉，量好尺寸，放入水中浸泡后拿出，测得尺寸为原长度的105%，即伸长率为5%。将此湿织物两头固定使其干燥后。重新放入水中，测得尺寸与原来尺寸相等。

试验说明，未经整理的真丝绸双绉在小张力条件下烘干，缩水率一般不低于5%，经Formatex超喂处理的最低限度也在3%。主要是丝绸的应力伸长大和拉伸回复性小所造成，经测定真丝双绉的应力伸长曲线如图1，拉伸回复性见表2。

    表2   拉伸回复性

 

 

织物

干拉伸

湿拉伸

4.5公斤拉力

9公斤拉力

4公斤拉力

8公斤拉力

原伸长%

10分钟后伸长%

原伸长%

10分钟后伸长%

原伸长%

10分钟后伸长%

原伸长%

10分钟后伸长%

未整理

11

1.5

21

2

13

2.5

23

5.5

整理

9

1.7

19

2.25

9

1.5

16

1.75

注:以上两块织物均为印花成品经预缩后(缩水率为0%)测得。

 

 

 

 

 

 

图1  应力伸长曲线

a.未整理织物千拉应力伸长j

b.未整理织物湿拉应力伸长;

c.整理织物干拉应力伸长;

d.整理织物湿拉应力伸长。

    从拉伸回复性的差别以可肯定，交链整理后的织物缩水率可以大大地低于不整理织物，但是如若最后一道工序加工张力较大时，织物的缩水率也仍然是很大的，它制约于拉伸回复率的特征。

四、织物免烫与风格之间的矛盾和统一

    1·树脂用量对免烫、手感风格指标的影响

环氧化合物与真丝双绉在特定的条件下可发生交链反应，并能赋予织物以免烫性能，主要是由于环氧化合物与酪氨酸的酚羟基反应的结果[10]，其它也还有赖氨酸、精氨酸、组氨酸和丝氨酸参与反应的可能性。在试验中我们发现，树脂的用量不同对免烫、手感风格有重要影响，见表3。

表3  树脂用量不同对免烫、手感凤格的影响

 

 

工艺号

树脂浓度%

平挺度(级)

 

回能（度）

 

 

手感

洗前

洗15次后

T

W

T

W

急

干缓

湿缓

大样

232

5

3.9

4

3.2

4

209

257

268

柔软

222

8

4.8

4.3

4.1

4

157

223

254

挺刮

217

8.5

4.7

4.7

4.3

4.4

163.7

210.3

261

挺刮

215

10

4.6

4.8

4.3

4.4

155.6

196.8

235.7

稍硬厚实

小样

234-9

5

5

4.5

4

3.5

202

223

272

柔软

234-8

7.5

4.8

5

4

4

204

228

264

挺刮

234-7

10

4.8

4.8

4

4.5

213

240

261

稍硬厚实

注；以上均为半制品数据，手感指标为手的直观感觉。

    从表中看出，树脂用量愈高，免烫性、耐洗性愈好，但与干、湿回能不成规律，手感风格则有下降。

 2·工艺条件对免烫、手感风格的影响

环氧化合物与真丝双绉的反应在不同的时间、温度下，可取得不同的整理效果，见表4。

表4  时间、温度对免烫手感、风格的影响

工艺号

工艺条件

红外光谱1170厘米-1峰高

平挺度（级）

（T+W）

手感

温度

时间

洗前

洗15次后

240—1

60

1

38

3.3

3

柔软

一2

60

2

28

3.7

3.3

柔软

一3

60

4

24

4.2

3.8

柔软

一4

75

1

24

3.5

3.2

柔软

一5

75

2

18

3.9

3.4

柔软

一6

75

3.5

12

4.6

4.3

柔软

一7

95

1

16

4.1

4

稍硬

一8

95

2

14

5

4.7

硬

一9

95

4

一

5

4.6

硬

注；平挺度为半制品数据。

    采用红外光谱检验免烫效果的方法在后面我们将详细论述，在此我们仅以1170厘米-1波峰的大小(即酪氨酸的交链情况，从0-70值小为好)来衡量交链度的好坏。从表中看出，经75℃、3.5小时处理的织物的免烫性、交链度和手感都很好，而95℃、1～4小时处理，虽然免烫与交链效果甚好，但手感欠佳。

    3·织物张力大小对免烫、手感风格的影响

在选出最佳浓度、温度、时间后，我们发现处理时的织物张力对免烫、手感风格、绉效应的指标平衡起着至关重要的作用。我们在大样中曾采用织物浸轧树脂工作液后上卷汽蒸，由于工业化生产，进布时张力一般都比小样大一些。织物虽然也是在湿状态下与环氧化合物反应，但却是在紧张状态下的湿交链。翻理后织物很难回复原先的自然状态，真丝双经的绉效应很难保证。严重的是，即使真丝双绝能够达到防缩免烫的要求，如果双给的特色有所损害，就会失去实用价值。

4·不同工艺方法对织物免烫、手感风格的影响

在研究过程中。我们选择的工艺流程是；炼白绸轧膨化剂或催化剂→烘干→浸环氧树脂工作液汽蒸→水洗→烘干→染色或印花→添加剂整理，其中先后试用过三种整理工艺方法，

(1)浸泡法:

浸泡法是先将织物轧膨化剂，烘干打卷后浸入用溶剂烯释的树脂液中，湿反应2-4小时而后染色印花。整理效果见表5。

表5  浸泡法工艺效果

色泽

平挺度(级)(T+W)

碱溶(%)

洗前

洗15次后

咖啡格

4-5

4-5

12.07

大红花

5

5

14.25

但此工艺方法由于树脂分布难以均匀，直接印花尚可，染地与染色加工色差、色花比较严重，平挺度指标波动较大，无法正常生产，因此浸泡法工艺已不采用。

 (2)施加器法，

施加器法是先将织物浸轧催化剂，烘干后织物用圆弧刮刀施加器给液，而后上卷汽蒸。这个工艺方法的试验数据见表1、表2。

 (3)二浴法，

二浴法是织物浸轧催化剂烘干后，在松式状态下上卷，同时浸渍树脂液汽蒸反应。这一方法可使织物在自然和松驰状态下发生交链，使织物可获得防缩兔烫的效果，又保证了绉效应，也使真丝绸双绉柔软活泼的风格得到了良好的保持。其综合指标见表6。

表6   二浴法工艺效果

工艺号

色泽

平挺度(级)(T+W)

回能(度)

手感

绉效应

红外光谱1170厘米-1峰高

洗前

洗15次后

急

干缓

湿缓

小样

103

浅棕色

5

5

240

261

272

柔软滑爽

好

/

 

254-1

白色

4.3

4

235

255

248

”

好

15

 

254-2

米色

4.5

4.3

246

269

275

”

好

10

 

 

 

 

 

 

 

从表中可以看出，二浴法工艺可使防缩免烫、手感风格、耐洗、绉效应基本达到平衡。我们将二浴法工艺的样品与坯绸分别做了红外光谱，见图2，图3。

[真丝双绉坯绸]

图2  坯绸红外光谱

[真丝绸双结与环氧H117整理剂(二浴法

工艺)反应后1170厘米-1波峰变化情况]

图3  二浴法工艺整理后红外光谱

五、采用红外衰减全反射(ATR)法检测质量的探讨

   采用红外ATR法检测真丝双绉与环氧化合物的交链情况，对快速检验出整理织物的质量是一种新的尝试[11]。

前面己经讲过，真丝绸与环氧化合物的整理主要发生在酪氨酸酚羟基的活泼H上，反应式为，

    在红外光谱上，整理前后织物的分子吸收变化则主要反映在波数为1170厘米-1酚羟基的消失。我们将整理前后织物的红外光谱进行对照比较，所有整理后真丝双绉的红外光谱中，该峰均比原坯要弱，且整理效果好的，核峰就近于完全消失，整理效果不好的，则该峰减弱的程度就小。其与织物平挺度(免烫级)指标的好坏十分一致。见表7。

表7  红外1170厘米-1波峰与物理指标的关系

工艺号

1170厘米-1峰高

碱溶（%）

平挺度（耐洗15次，级，T+W）

95-2

92-1

92-2

X

94-2

坯绸

40

25

20

18

10

70

＜20

＜20

＜20

＜20

＜20

＞50

3.40

3.65

3.55

3.80

4.00

＜2～3

    从上表数据可以看出，用红外光谱吸收峰的变化情况来判断整理效果的好坏，作为一种"把关"手段是基本可行的，在一般情况下可以符合生产快速监测手段的要求。

六、结论

     1·克分子比高于1:1·7的H117环氧树脂作为真丝双绉的整理剂，可使织物赋予良好的防缩免烫要求。

     2·二浴法工艺可使织物在免烫、耐洗、手感风格、绉效应等方面得到完美的平衡。

     3·采用红外ATR法快速检测交链情况与各项物理指标有良好的一致性，是工业化生产可靠的监测方法。

    本文和该项工艺研究工作得到陆宗鲁高级工程师和陈真光、董乃富、董存巧工程师的指导、参与和帮助。在此表示衷心感谢。

作者介绍；孙新军、刘岩；是分别负责课题工艺、分析的研究工作者。

参考文献

[1]特公昭47-7239

[2]特公昭 51-19516

[3]《纤维加工》,1976年,28,10,42-48

[4]《纤维加工》,1975年,27,7,19-27

[5]"浙江地区采用302整理剂整理真丝双绉鉴定资料,浙江丝科院,1985

[6]“柞丝绳整理剂研制及后整理工艺鉴定资料”,中科院大连化物所,辽宁柞丝绸研究所,1984,12

[7]同6

[8]《纤维加工》,1976年,28,10,42-48

[9]《纤维》,1979年,31,3

[10]《纤维加工》,1975年,27,5,17-19

[11] "防缩免烫工艺报告附件三",山东纺织研究所,1985,12