“五防”整理工艺实践qq12
刘瑞宁 冯继学 （河北宁纺集团 055550）
第七届全国印染后整理论文集(2008.12);91-97
【摘要】“五防”整理集防水、防油、防污、防皱、易去污功能于一体。文中选用防皱整理剂和新型三防/易去污整理剂,对纯棉织物进行”五防”整理,并结合生产实际，分析了填充剂、PH值、整理剂用量、焙烘温度、焙烘时间及织物清洗等因素对五防效果的影响,给出了“五防”整理的具体工艺和处方，其效果可与国际公认的“纳米”吊牌产品相媲美。
【关键词】纯棉 “五防”整理 纳米吊牌 焙烘温度
0 前言
随着人们生活水平的提高和工作节奏的加快，对于服装防护功能的要求越来越高。单一功能的纺织品已不能满足人们的需要,而多功能整理的纺织品因其优良的性能正越来越受到人们的关注和喜爱.本文结合生产实际,就应用防皱剂F-CL和新型三防/易去污整理剂HPC-6对纯棉织物进行”五防”整理的具体工艺加以分析介绍.
1. 试验
1.1 织物规格：
16*12 108*56
43/44 纱卡
16*12 64*128
43/44 11条
40/2*40/2 133*72
57/58 线卡
1.2 检测项目及标准
防水:参照AATCC
193-2005测试
防油:参照AATCC118-2002测试
防皱:参照AATCC124-2001测试
易去污:参照AATCC130-2000测试
断裂强力:参照ASTMD
5034-95(2001)测试
撕裂强力:参照ASTMD
1424-96(2004)测试
甲醛含量:参照GB/T2912.1-1998《纺织品甲醛的测定*第一部分*游离水解的甲醛（水萃取法）》
1.3 主要整理剂的选择：
1.3.1 防皱整理剂的选择：
①防皱整理剂种类的筛选
表-1 不同防皱剂的防皱效果
|
名称 |
NSD |
FCL |
T636 |
FLC |
|
用量（g/l) |
60 |
60 |
60 |
60 |
|
5次平幅度/级 |
3 |
3.5 |
3 |
3 |
|
甲醛含量/ppm |
30 |
36 |
30 |
42 |
备注：试验处方为HAc2ml/l,焙烘条件：180℃×45秒
由表-1可以看出，在180℃×45秒焙烘条件下，F-CL的防皱效果最好，且甲醛含量较低，故以下试验选择F-CL做防皱整理剂。
②防皱整理剂用量的确定：
表-2 F-CL不同用量对防皱效果的影响：
|
用量（g/l) |
80 |
100 |
120 |
140 |
|
30次平幅度/级 |
3 |
3.5 |
3 |
4 |
备注：试验处方为HAc2ml/l,焙烘条件：180℃×45秒
由表-2知，在180℃×45秒焙烘条件下F-CL浓度为100-140克/升时，整理织物30次洗后平服度均能达到3.5级，且100克/升时织物强力损失相对较小。故F-CL用量以100克/升为宜。
1.3.2 三防/易去污整理剂HPC-6介绍
①基本性状：
组分：特殊氟系高聚物；外观：白色分散液；PH值：4.0-5.0；离子性：弱阳离子；溶解性：能以任何比例分散于水中，配备的溶液72小时稳定;相容性：可与阳离子，非离子产品同浴，但不能接触硅类柔软剂；应用范围：棉、涤/棉、尼龙及混纺织物适用。
②基本结构与作用
|
|
FA |
AA |
|
|
|
X |
X |
a |
||
|
|
|
|
|
|
|
—CH2-C——— |
—CH2— C —— |
a— |
||
|
|
|
|
|
|
|
C=O |
C=O |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
O |
O |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
CH2 |
R |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
CH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rf |
|
|
|
|
X:H,CH3
Rf:CF3CF2(CF2CF2)n(n=3-6) R:CmH2m+1
FA——防水性、防油性、防污性
|
|
|
|
|
|
|
|
|
防水性 m>12防水性良好 |
|
|||
|
AA—— |
手感柔软 m>16改善柔软性 |
||||
|
|
成膜性 R:分支结构 改善成膜性 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
a——对纤维的粘合性，交联性、洗涤耐久性
③表-3各种表面的临界表面张力（rc）
|
表面构造 |
rc(dyn/cn) |
化合物 |
|
—CF3 |
6 |
全氟十二烷酸单分子层 |
|
—CF2H |
15 |
w 一氢全氟十一烷酸分子层 |
|
—CF2-CF2— |
18.5 |
聚四氟乙烯 |
|
—CF2-CHF— |
22 |
聚三氟乙烯 |
|
—CF2-CFCL— |
31 |
聚氯化三氟乙烯 |
|
—CH3— |
24 |
脂肪胺的单分子层 |
|
—CH2-CH2— |
31 |
聚乙烯 |
|
—CCLH-CH2— |
39 |
聚氯乙烯 |
|
—CCL-CH2— |
40 |
聚偏氯乙烯 |
三防/易去污整理剂（HPC-6）的基本构架为C8结构，表面构造为-CF2H,具有较低表面张力，因而有很好的防水、防油、防污、易去污功能。
④作用原理
三防/易去污整理剂（HPC-6）分子结构中除了有全氟烷基的疏水链，还有羟基、羧基、聚醚基等亲水链段，作用于纺织品后，当暴露在空气介质中时其含氟链段定向分布于纤维表面上，亲水链段则在纤维表面下，表现出防水拒油性；但当织物转入水中后亲水链段分布于纤维表面上，而疏水链段分布在纤维表面下，从而改善润湿性，表现出去污性和防止再沾污性；烘干后，两种链段的分布位置又转换过来。
⑤产品优点：
一般情况下，五防整理是以同时添加三防剂和易去污剂及防皱剂来共同完成的，但三防剂和易去污剂混合后，溶液的使用稳定性便变的很差，必须随配随用，一般放置时间为5-8小时，不能久置，并且这两种整理剂的用量和加料顺序必须准确，一旦失误，则效果很快倾斜，达不到指标要求。HPC6本身既有三防效果又有易去污功能，能够提高溶液的稳定性和效果的平衡性，使产品的质量得到保证。
⑥用量的确定
表-4HPC-6不同用量对三防/易去污效果的影响
|
指标 用量(g/l) |
60 |
80 |
100 |
120 |
|
|
防水/级 |
洗前 |
5 |
5 |
6 |
6 |
|
30次 |
3 |
3.5 |
4 |
4.5 |
|
|
防油/级 |
洗前 |
5 |
5 |
5 |
6 |
|
30次 |
2.5 |
3.5 |
3.5 |
4 |
|
|
易去污/级 |
洗前 |
4 |
4.5 |
4.5 |
4.5 |
|
30次 |
2 |
3 |
3.5 |
4 |
|
备注：试验处方为HAc2ml/l,焙烘条件：180℃×45秒
由表-4知，在180℃×45秒焙烘，HPC-6浓度为80-120克/升时，整理织物30次洗后的防水、防油和易去污效果均能达到国际公认的“纳米”吊牌产品的要求，且80克/升时的加工成本较低，故三防/易去污整理剂HPC-6的用量以80克/升为宜。
⑦焙烘条件对HPC-6效果的影响
表-5不同焙烘条件对HPC-6效果的影响
|
|
165℃*25m/min |
173℃*35m/min |
180℃*35m/min |
|
|
防油/级 |
洗前 |
6 |
6 |
5 |
|
30次洗后 |
5 |
5 |
5 |
|
|
防水/级 |
洗前 |
5 |
5 |
5 |
|
30次洗后 |
5 |
6 |
6 |
|
|
易去污/级 |
洗前 |
3 |
3 |
3 |
|
30次洗后 |
4ˉ |
4 |
4.5 |
|
备注：试验品种为：16*12 108*56 43/44 纱卡;试验处方：HAC:2克/升
HPC-6：80克/升
从试验测试结果可知：180℃*35m/min的焙烘工艺得到的三防 、易去污效果最好。
1.3.3 增效剂MF用量的确定：
表-6 MF不用用量对HPC-6效果的影响
|
指标 用量(g/l) |
4 |
6 |
8 |
10 |
|
|
防水/级 |
洗前 |
5 |
5 |
6 |
6 |
|
30次 |
3.5 |
4 |
4 |
4 |
|
|
防油/级 |
洗前 |
5 |
5 |
5.5 |
5.5 |
|
30次 |
3.5 |
3.5 |
3.5 |
4 |
|
|
易去污/级 |
洗前 |
4.5 |
4.5 |
4.5 |
4.5 |
|
30次 |
3.5 |
3.5 |
3.5 |
3.5 |
|
备注：试验处方: HPC-6: 80克/升 焙烘条件为：180℃×45秒
由表-6可知，在180℃×45秒焙烘，HPC-6浓度为80克/升，MF浓度为8-10克/升时，对防水性和耐洗性有提升作用，从加工成本考虑，MF用量以8克/升为宜。
2. “五防“整理工艺流程及分析
2.1 设备：ZLQZR991-180汽蒸染色机
ZLMD991热风拉幅定型机
LMA451B预缩整理机
MOHFONGS━328━TW1N━A1R8F热风拉幅定型机
2.2 助剂名称：
表面活性剂：艳维特CRA，艳维特AC酸，渗透剂：艳维典PBN,2D树脂：F-CL 三防/易去污整理剂HPC-6 柔软剂DT-4040 催化剂MGCL26H2O 醋酸HAC 增效剂MF
2.3 工艺流程及分析：
半制品→染色→水洗→浸轧整理液→预缩→焙烘→整理。
2.3.1 染色工艺分析：
①染色过程中要科学筛选并严格控制染化料、还原剂、氧化剂、固色剂、皂洗剂以及表面活性剂的用量，否则容易加重后道水洗负担，甚至造成水洗不净。
②对于深色品种可以采用先用酸性皂洗剂后用碱性皂洗剂皂洗并加入螯合分散剂，这样可以有效去除浮色并提高成品的摩擦牢度。
③水洗槽使用过硅类柔软剂的，要做好清洁工作，保证布面不沾污有机硅成分。
④水洗槽最后一格加醋酸4～5g/l中和水洗，保证染色下机布面PH值5.5～6.8
2.3.2水洗：
为了彻底去除染色过程中使用的各种填充物和表面活性剂，最大限度地降低其对五防效果的影响，特别是对中厚织物（克重280克/平方米以上），一般需要增加一道水洗工艺。
我司使用ZLQZR991-180汽蒸染色机水洗，具体工艺为：
均匀轧车： 一浸一压（常温）
处方：CRA: 3克/升，AC酸：2克/升（WPU:66%）
蒸箱;常温,1-5格水洗40-50℃ 6-7格水洗：常温 8格加醋酸：2-3克/升常温
落布含潮率：5-8％（美湿卡测定）
工艺分析：
①水洗温度不能过高，否则容易使织物的色光发生改变。
②CRA是一种碱裂剂，具有良好的渗透、乳化、络合功能，能有效去除布面内部的残碱，不含APEO。
③选用AC酸对织物的渗透性好，能有效减小表面吸附，防止布面出现外酸内碱。醋酸具有使用方便价格低廉的特点，但是对于厚重织物只是吸附在纤维表面上，形成外酸内碱。即使增加大量的酸，也很难使纤维（布）表面与内部PH值一致.
④经试验证明用量不能超过4g/l，一般用量2g/l时布面PH值达到稳定的酸度如图-1所示。
|
|
|
图1 醋酸、AC酸、柠檬酸中和效果对比 |
⑤严格控制落布含潮率，防止浸轧五防整理液出现不匀，影响效果的一致性。
2.3.3 浸轧五防整理液：
① 具体工艺为：车速：35～40m/min 压力：1.5mpa（轧余率70%） 烘干温度：130℃ 落布含潮：8～10%
②处方：
渗透剂PBN:1ml/l
树脂F-CL：100g/l
HPC-6:80g/l
增效剂MF：8g/l
DT4040:4g/l
MGCL26H2O:15g/l
HAC:0.35ml/l
③化料操作顺序：
放软冷水300L→渗透剂PBN→2D树脂F-CL→HPC-6→增效剂DT4040→MGCL26H2O→HAC→加水至500L。
④ 工艺分析：
a.染色下机布进行浸轧整理液之前，要认真检查染色下机布色光的一致性，对于色光不符客样、布面有其它尚需回修的疵病等要批次分等。
b.染色下机落布含潮要求5-8％（美湿卡测定），布面温度30℃，适合浸轧“五防“整理液。
c.整理工作液的温度应低于40℃，必要时用冷流水或加冰降温，否则工作液极易“漂油”而出现粘辊粘轴。
d.化料操作严格程序化。
e.烘干方式采用三排滚筒烘干，前排40-50℃，中排60-70℃，后排95-100℃，逐排升温，延时烘干，落布含潮8-10%,防止树脂出现表面交联，降低“五防“效果。
f.增效剂MF能提高HPC-6的耐洗性，是一种粘稠液体，化料时用冷水预先稀释并充分搅拌。
g.化料时加料要缓慢，搅拌速度一般为200r/min,不能剧烈，搅拌时间不能过长，一般加料完毕后，搅拌5min即可，防止产生泡沫粘轴。
2.3.4 预缩
工艺：车速：35～40m/min 正压力：17cm 侧压：35cm 蒸汽压力：0.15-0.25MPa 缩率：2～3%
工艺分析：
①预缩要视织物厚薄调节张力，布面含潮严格控制在8-10％，防止出现预缩纹。如果出现预缩纹，要对布面重新处理后，再浸轧整理液。
②落布温度控制在40-45℃，落布含潮率控制在5-6％，手摸触感“干而不烫手“。
③适宜落布米数600-800米/箱，防止落布太多相互叠压造成压痕并且后续工序及时顺序加工。
2.3.5 焙烘
焙烘不但关系成品的服用性能（强力大小），而且还直接影响到三防易去污的效果。
工艺为：温度：180℃（箱体指示温度），车速：36m/min（时间45秒）
工艺分析：
①采用MONFONGS热风拉幅定型机焙烘具有生产效率高，效果稳定，布面平整度好，操作方便的特点。我司引进MONFONGS热风拉幅定型机为12箱，高温区为24米，热油加热，可控温度120～300℃，车速36m/min，有效焙烘时间为45～50秒，热风循环、上下对流均匀强烈，对布面既能良好的穿透又能均匀给热。
②落布要通过冷却滚筒，保证布面温度低于40℃.
2.3.6 成品检测结果：
|
|
16*12 108*56
43/44 纱卡 |
16*12 64*128
43/44 11条 |
40/2*40/2 133*72
57/58 纱卡 |
“纳米”吊牌产品要求 |
|
|
拉力/N6 |
T |
583.5 |
575 |
1143.5 |
|
|
W |
366 |
310 |
402 |
|
|
|
撕力/N |
T |
11.2 |
26.4 |
18.4 |
|
|
W |
12 |
11.2 |
8.8 |
|
|
|
幅宽/cm |
114 |
108 |
148.5 |
|
|
|
纬斜/% |
3.6 |
2.8 |
0.9 |
|
|
|
克重/g﹒m2-1 |
269.8 |
303.3 |
254.5 |
|
|
|
缩率/% |
T |
-2.6 |
-1.6 |
-3.2 |
|
|
W |
-0.6 |
-0.6 |
-0.4 |
|
|
|
防油/级 |
洗前 |
6 |
6 |
6 |
5 |
|
30次洗后 |
6 |
5 |
6 |
3 |
|
|
防水/级 |
洗前 |
7 |
6 |
8 |
6 |
|
30次洗后 |
7 |
6 |
8 |
4 |
|
|
易去污/级 |
洗前 |
4.0 |
4.0 |
3.5 |
4 |
|
30次洗后 |
3.5 |
4.5 |
3.5 |
3 |
|
|
30次洗后平幅度/级 |
3.5 |
— |
3.5 |
3.5 |
|
备注：16*12
64*128 43/44 11条未加防皱剂F-CL进行防皱整理
3 结论
3.1 “五防“整理的半制品PH值5.5-6.8，含潮率5-8，是保证”五防“效果均匀一致的前提。
3.2 应用HPC-6做“五防“整理的最佳处方是：渗透剂PBN:1ml/l
树脂F-CL：100g/l，HPC-6:80g/l,增效剂MF：8g/l,
DT4040:4g/l,MGCL26H2O:15g/l,HAC:0.35ml/l
工艺条件为：温度：180℃，车速：36m/min（时间45秒）
3.3 在大生产中，应用三防/易去污整理剂HPC-6具有无漂油、粘辊现象，溶液稳定的特点，其三防和易去污效果可以达到
30次水洗，可与国际公认的“纳米“吊牌产品相媲美，并且不含PFOS、PFOA≤1PPm，可以推广使用。
3.4 “五防”整理集防水、防油、防污、防皱、易去污功能于一体。 通过实践，“五防“整理工艺具有健康环保、效果持久耐水洗、工艺简单稳定的特点，能够满足人们对服装多功能的需求，有较高的开发价值和广阔的市场前景。
参考文献：
1.
罗维新 四防/易去污复合整理工艺 《印染》2007.NO.12
2.
董永春 含氟聚合物及其在织物后整理中的应用 《印染》1989.VOL.6NO.3