纯棉粗厚织物的拒污/去污整理qq38
李春光 罗维新 高鹏 苏长智 于纪晶 华纺股份有限公司
山东，滨州（256617）
原载：第七届全国印染后整理论文集(2008.12);226-233
【摘要】本文阐述了纯棉粗厚织物拒污整理效果耐久性及其影响因素，但无法防止织物在水中洗涤时再次污染问题，那么就要同时作用于织物易去污整理，赋予织物全面的防污效果。本文重点试验了两者协同作用织物时的互相影响及其它工艺条件对拒污/去污耐久性的影响
【关键词】拒污整理 去污整理 烘干温度 焙烘温度 焙烘时间 织物洁净度 树脂 稳定性
1 前言
纯棉织物具有吸湿、透气、手感柔软的特性，适当的化学处理赋予织物全面的防污性能，使织物保持更长时间的清洁、易干，并能防雨雪，满足消费者对外套、休闲装、家纺产品等易打理的要求。拒污整理在不损伤纯棉织物天然手感的情况下赋予织物耐久的拒水拒油拒污的性能，使水、油等液体污渍不能润湿并在织物表面形成小球而滚落，但不封闭织物的孔隙而保持织物原有的透水性特征，使织物的亲水性降低到最小，疏水性达到最佳状态。但拒污整理无法做到织物在水中纤维溶胀或者干态高温状态下，纤维再次被污染的问题，那么就要涉及到织物的易去污整理。易去污整理使织物获得将污染织物的污垢在织物洗涤过程中容易去掉的性能，所以，易去污整理使织物具备一定的亲水性，二者协同作用于织物时，使织物获得全面的防污性能，良好的易去污性能会损失掉部分拒污性能，拒污和去污同时作用于织物，须平衡好二者的关系，即要保持织物最佳的拒污性能又要保持好的去污性能。本文我们以拒水拒油拒污整理剂SF600、易去污整理剂SR9000为例做进一步说明。
2、实验部分
2.1
.实验材料
织物：C16X12 108X56
57/57” 3/1 斜纹织物 颜色：卡及色（还原染料）
助剂：拒水拒污整理剂SF600; 三防增进剂XAN;
易去污整理剂SR9000; 平滑剂HLC; 聚乙烯柔软剂129; 弱阳离子柔软剂3302; 改性氨基硅类柔软剂LS06; 聚醚氨基硅油柔软剂CGF; 树脂整理剂EFR;
催化剂531; 中和酸HLY
2.2.工艺流程
实验半成品→酸洗（调节布面PH值6-7）→烘干→浸轧功能性整理液（四浸一轧，轧余率65％）→烘干（80-100℃）→焙烘→酸洗→烘干→测试指标
2.3.指标测试
拒水：参照杜邦滴水法测试，分1-6级，多次水洗后达4级.
拒油：参照AATCC-118，分1-6级，多次水洗后达3级
易去污：参照AATCC—130，家庭洗涤条件下的纺织品的去污能力的测试方法。
平整度：参照AATCC124-2001 《多次家庭洗烫之后织物表面外观》方法测定
断裂强力：参照ASTMD5034-95（2001）《纺织品 断裂及延伸性测试》
撕破强力：参照ASTMD1424-96（2004）《纺织品 冲击摆锤法测定织物的撕破强力》
瞬时毛效：将布剪成5cmX10cm的长条，一段垂直浸入水中1cm,记录水爬升1cm的时间。
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）》方法测定
干湿摩牢度：参照AATCC8-2005 《纺织品 色牢度试验 耐摩擦色牢度》
原变/白沾：参照AATCC61-2A-2005《纺织品
色牢度试验 耐洗色牢度》
2.4.半成品准备
纺织品在进行拒污去污整理之前应保证面料的洁净度，织物不含浆料、碱类及其它可能影响三防效果的添加剂，前处理过程使用的润湿剂应容易冲冼掉，且布面呈弱酸性。染色过程中严禁使用有机硅消泡剂，因其会影响拒油性，整理前半成品应达到下列物理指标：
1）
布面PH值在6.5-7.0之间，染色后增加一道酸洗，酸洗时温度达到50℃，增加中和酸渗透到纤维内部的速度不仅仅浮于纤维表面，关键是纤维内部达到弱酸性。
2）
布面含碱率控制到0.05％以内
纯棉织物染色在碱性状态下完成，布面含碱率很高，一般在0.5％以上，在酸洗时织物浸轧中和酸后，给织物一定的反应时间后加强水洗，充分洗去面料上反应生产的盐分，降低对拒污整理的影响。
3）
面料含潮率控制到1％以内，且均匀一致
整理前控制面料的含潮率非常重要，非常干的织物纤维膨化程度差吸液量低，降低整理效果，含潮率过大亦会降低织物带液量，同样，影响整理效果，一定的含潮率有利于浸轧时整理液的渗透和扩散。进行含氟化合物的三防整理时，半成品必须充分洗除织物所带的胶类、淀粉、浆料和前处理中所使用的表面活性剂，因残余的阴离子杂质会影响弱阳离子的含氟三防整理剂的作用效果，其实，织物含杂杂问题也就是乳液稳定性的问题。
4）
面料的瞬时毛效要在10秒以内
织物浸轧整理液仅有几秒钟时间，要求织物的瞬时毛效要好，以便适应设备高速运转，同时，要求整理剂溶液状态对纤维的润湿性要好，配合织物染整的高速加工。
2.5 拒污整理
目前，纺织品面料的拒污整理能够使织物具有防止水、油等液体污渍润湿渗入纤维的性能。测试指标有织物的拒水拒油性能及其耐久性。含氟聚合物的拒水拒油整理剂作用于织物时在纤维表面通过机械的和物理的作用，在纤维表面形成连续的三维网状由低表面能原子团组成的表面层，使水、油不能润湿并形成小球从布面滚落，但不封闭织物的孔隙而保持织物原有的透气性，同时，对织物纤维的低表面能处理又能使表面张力较小的油脂具有不再润湿性，赋予织物拒水拒油拒污的特性。
拒污整理的效果及其耐久性除受到织物洁净度的影响外，还会受到水质硬度的影响，化料应使用软水，硬水会影响整理液的稳定性；除此之外，拒污效果及其多次工业水洗的耐久性受到拒水拒油整剂的用量、预烘、焙烘温度和时间、三防增进剂的影响。
实验不同拒污整理剂用量在不同焙烘温度和时间：150℃X3分钟、160℃X2分钟、170℃X1分钟30秒、180℃X1分钟条件下的拒水拒油效果及其耐久性，并测试其整理后的去污效果，拒水拒油测试洗前和10次工业水洗后的整理效果见表1。
表1：拒污整理耐久性效果（浓度：g/L，拒水拒油易去污：级）
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（拒水拒油指标测试洗前和10次工业水洗后，易去污只测试洗前）
通过表1中的实验结果，对影响因素进行分析：
1)预烘温度
染色布进行酸洗调节布面PH值后浸轧拒污整理剂工作液，尽量以非接触式热风烘干为宜，因接触烘干时，烘筒的急烘易使整理剂发生泳移，并容易沾附轧辊，影响整理效果及正常运转。烘干温度不宜过高，以80℃-90℃为宜，控制落布烘干。此时，若温度过低，干燥不完全，影响拒污效果及其耐久性，且生产效率低，若温度过高，会使有机氟过早局部交联成膜，使织物内残留水分蒸发时，冲破纤维表面形成的薄膜，影响拒油拒水的效果及其耐久性。低温烘干有利于拒油的整理效果和耐久性。
2)焙烘温度及时间
焙烘温度与时间的选择对于整理效果和生产效率尤为重要，焙烘温度的高低，首先要使乳化剂彻底分解，然后保证有机氟高聚物充分交联或反应，保证布面温度150℃以上，焙烘时间要视设备和生产效率而定，焙烘机生产选择低温长时间工艺，定型机生产选择高温短时间工艺。表1中，在拒水拒油整理剂用量不变调整焙烘工艺，得到的拒水拒油效果及其10次水洗后的耐久性基本一样，因此，可以根据生产设备状况选定不同的焙烘工艺，为了提高生产效率使用焙烘机生产，我们选择160℃X2分钟工艺。
3)拒污整理剂用量
含氟高聚物的拒水拒油整理剂在高温成膜后，将织物的再润湿性降到最小，疏水性最好，使油、水不能润湿并在织物表面形成小球而滚落。但其在溶液状态时，要求其对纤维具有很好的润湿性，以便能快速在纤维内渗透扩散，适应高速加工。同时，选用的拒水拒油整理剂具有柔软手感，并受布面残留物影响小。表1中的1#至3#工艺，在同样的焙烘工艺条件下，随拒污整理剂用量的增加，拒水拒油效果增加，用量超过40 g/L后整理效果变化不再明显，一般的拒水拒油整理用量40
g/L基本可以，即兼顾整理效果又兼顾成本。10次工业水洗后在20 g/L用量拒油下降1级，易去污效果都基本没有。
4）三防增进剂
拒污整理剂在纤维表面形成薄膜后，排列整齐的高聚物分子经过水洗后，排列变的杂乱无章，降低对水分子和纤维之间的阻隔增加水对纤维润湿的可能性，降低拒水拒油的耐久性，因此为了使聚合物之间及聚合物与纤维之间的牢固结合，提高皮膜的强度和粘着性，保证处理效果，在工作液中加入三防增进剂，一般为异氢酸酯，如汽巴的XAN、欧诺法的LK-30。三防增进剂的使用提高了织物上含氟聚合物的含量，并增加了聚合物之间、聚合物与纤维之间的牢固结合，不至于织物在洗涤干燥时纤维素发生润湿膨化收缩，影响纤维上形成的薄膜发生移动或脱落降低整理效果的耐久性。本实验中使用XAN来进行验证，表1中4#至6#工艺，SF600用量在40g/L时，XAN的用量分别为3g/L、5g/L、10g/L进行小样实验，分析表1可知，同样的焙烘工艺，例如160℃X2分钟，XAN用量在3g/L时可获得比2#工艺更好的整理效果，水洗前织物拒水6级拒油6级，10次水洗后仍能保证织物拒水拒油达到拒水6级，随着三防增进剂XAN用量的增加，拒水拒油整理效果的耐久性变化不大却增加了成本，但高温短时间焙烘工艺拒水拒油级别稍有增加，有利于更多次的工业水洗，XAN用量选择5g/L即5#工艺。
2.6 易去污整理
目前，易去污整理有两种，一种是亲水性的易去污，能够防止番茄酱、咖啡渍、果酱等再次污染织物并能容易去除；一种是疏水性的易去污整理，防止液体污垢、油污及油脂再次污染织物，水中易去除。去污整理与拒污整理的区别在于去污整理可以允许污物渗透到纤维内部，在水中极易去除。本实验重点介绍疏水性易去污整理剂作用于织物，在较高温度焙烘时，能与纤维之间产生较牢固的结合，在纤维表面积聚成连续的三维网状薄膜覆盖在纤维上，形成新的由低表面能原子团组成的表面层，具有一定的拒水拒油性能及优良的易去污性能，去污整理之所以能够将纤维内外的污物非常容易的去掉，要求织物整理后具有一定的亲水性，能够在水中将织物上的污垢去掉，因此，单纯的易去污整理的织物拒水拒油耐洗性不好。同样，易去污整理会受到织物洁净度及水质硬度的影响，本实验只做去污效果及其耐久性受到整理剂用量、焙烘温度和时间的影响。
实验不同易去污整理用量在不同焙烘温度和时间：150℃X3分钟、160℃X2分钟、170℃X1分钟30秒、180℃X1分钟条件下的易去污效果及其耐久性，并测试拒水拒油的效果及耐久性，测试洗前和10次工业水洗后的整理效果见表2。
表2：去污整理耐久性效果（浓度：g/L，拒水拒油易去污：级）
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通过表2中的实验结果，对影响因素进行分析：
1)预烘温度
浸轧去污整理剂工作液，同样，以非接触式热风烘干为宜，避免接触烘干，烘筒的急烘容易使整理剂发生泳移，沾附轧辊，影响整理效果及设备的正常运转。烘干温度不宜过高，以80℃-90℃为宜，控制落布烘干。此时，若温度过低，干燥不完全，影响去污效果及其耐久性，且生产效率低，若温度过高，会使有机氟过早局部交联成膜，使织物内残留水分蒸发时，冲破纤维表面形成的薄膜，影响去污效果及其耐久性。
2)焙烘温度及时间
焙烘温度与时间的选择直接关系到去污效果，焙烘温度的高低，首先要使乳化剂彻底分解，然后保证有机氟高聚物充分交联或反应。表2中，对于去污整理剂用量不变的情况下，不同的焙烘工艺去污效果不一样，7#工艺，随着焙烘温度的升高去污效果稍有下降，去污效果在150℃焙烘达到3.5级，在180℃只有3.3级，8#、9#工艺也一样，去污效果降低了0.5到1级，同时，降低了10次工业水洗后的去污效果，超过170℃焙烘，去污级别在2.5级，最好的是150℃焙烘3分钟，但生产效率低，综合考虑选择160℃X2分钟工艺，无论那种工艺拒水拒油及其耐久性均非常差，几乎没有。
3)拒污整理剂用量
易去污整理剂SR9000是一种含氟丙烯酸形成的聚合物乳胶液，乳胶液是微细球形颗粒的水分散体，作用于织物，在较高温度焙烘时，能与纤维之间产生较牢固的结合。在纤维表面通过机械的和物理的作用，积聚成或多或少的连续的三维网状薄膜覆盖在纤维上，形成新的由低表面能原子团组成的表面层，具有良好的拒水、拒油性能及优良的易去污性能。特殊情况下，才与纤维发生化学反应。因此，能适用于各种纤维织物的易去污整理，保持纺织品的历久常新及污物的极易去除并能保持织物原有的性能不受损害。表2中的7#至9#工艺，在低温焙烘工艺条件下（150℃X2分钟），随去污整理剂用量的增加，去污效果增加，用量在40
g/L时去污效果达到4级，用量在60 g/L时去污效果达到4.5级，10次工业水洗后仍能保证在4级；但是生产效率低。在160℃焙烘时，用量在40 g/L时去污效果达到4级，用量在60
g/L时去污效果达到4.5级，但10次工业水洗后都在3.5级，基本满足大部分货单的要求，实际生产中可以使用40 g/L工艺。
2.7
拒污整理和去污整理结合作用
我们实验了将拒污整理剂和去污整理剂不同用量混合共同作用于织物，加入三防增进剂XAN增加拒水拒油的耐久性，整理效果及其多次水洗后的耐久性见表3。
焙烘工艺：160℃X2分钟
指标测试：洗前、5次水洗后、10次水洗后、20次水洗后、30次水洗后。
表3：拒污整理和去污整理结合作用效果表（浓度：g/L，级别：级）
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通过分析表3可知：拒污整理和去污整理结合作用于织物，会产生相互的影响，较好的拒污效果会降低去污整理效果，去污效果好了同样影响拒水拒油效果，生产中根据货单要求的侧重点不同选择不同的整理工艺。与表1中的5#工艺、表2中的8#工艺对比分析，表3中的10#工艺，在拒污和去污整理剂较低相同的用量时，拒水拒油及去污效果均有下降，30次水洗后拒水拒油3级，5次水洗后易去污只有2.5级，多次水洗后效果更差只有1.5级；增加拒污整理剂SF600用量例11#工艺，拒水拒油效果增加，30次水洗后达到5/3.5级，而去污效果下降；12#工艺增加去污整理剂SR9000用量在40
g/L，易去污效果在10次水洗后达到3级，30次水洗后拒水拒油稍差；13#工艺降低拒污整理剂SF600用量，拒水拒油级别较12#工艺继续下降但去污增加，多次水洗后仍能保持3级，14#工艺中，拒污整理剂SF600降低用量，去污整理剂SR9000增加用量到60
g/L，多次水洗后拒水3级拒油2级，而去污在10次水洗后达到3.5级，多次水洗后3级，因此，可根据面料的整理要求决定拒污和去污整理剂的不同用量。
2.8
柔软剂对拒污和去污整理效果的影响
为了改善织物的撕破、耐磨、外观及手感，加入一定量的柔软剂，柔软剂的使用提高了织物的抗皱性能和撕破强力，断裂强力下降，同时也增加了织物的润湿性和易污性，降低了织物的防水防油效果，并影响防水防油的耐久性。实际生产中，柔软剂的使用既要考虑织物的手感，又要考虑对防水防油的影响.，柔软剂的用量一般在20-40 g/L。
选择不同性质的柔软剂用量30 g/L，结合12#工艺实验对拒污和去污结合整理效果的影响见表4。
焙烘工艺：160℃X2分钟
指标测试：洗前、5次水洗后、10次水洗后、20次水洗后、30次水洗后。
表4：柔软剂对拒污和去污整理效果的影响（浓度：g/L，级别：级）
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通过分析表4可知：与12#工艺对比分析，弱阳离子性质的柔软剂3302与含氟拒污去污整理剂剂拼用，改善织物手感同时降低拒污去污效果，柔软剂增加了纤维的润湿性和易污性，整理效果与12#工艺比较水洗后均下降0.5到1级，聚醚氨基硅油柔软剂CGF是亲水性柔软剂，它的使用大大降低了SF600的拒水拒油性，且织物手感多次水洗后变硬，在要求拒水拒油的货单中严禁使用此类柔软剂。改性氨基硅类柔软剂LS06是亲水性的弱阳离子柔软剂,能够提高织物的润湿性与三防拼用降低了其整理效果，该柔软剂的耐洗性也不好，多次水洗后织物手感变硬，拒水拒油效果下降较多，30次水洗后拒水3级拒油2级易去污稍有升高达到2.5级。聚乙烯柔软剂129赋予织物柔软手感且耐洗永久不变，并赋予织物一定的拒水拒油性，不影响织物的润湿性，添加到三防整理中不影响整理效果的耐久性，18#工艺多次水洗后仍能保持拒水5级拒油5级易去污3级。综合上述分析，柔软剂能够对拒污去污整理剂的整理效果产生一定的影响，调节手感时认真选择柔软剂。
2.9
树脂整理与拒污去污整理一浴对拒污去污整理效果的影响
为了提高面料的附加值，对面料进行三防易去污加免烫整理，免烫树脂整理是指纺织品通过某些热固性高聚物整理后，获得一定的尺寸稳定性，并具有较好的抗皱性，赋于织物一定的平整度，穿着平整挺括，洗后无需熨烫，保持穿着平整外观，同时，提高了织物的穿着寿命。抗皱整理只是对纤维素纤维才具有其价值，并在一定程度上降低了织物的穿着舒适性，因此，工艺中加入柔软剂和平滑剂，赋于织物柔软、厚实、丰满的感觉，穿着舒适并提高了织物的耐磨性，同时作用于织物的三防整理，提高了纺织品被再次沾污的能力，保持了织物的历久常新，易去污整理赋予织物将污物极易去除的能力，效用持久，耐洗不变。同时作用于织物的工艺及结果见表5和表6。
焙烘工艺：160℃X2分钟
表5：树脂工艺（浓度：g/L）
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树脂整理剂EFR |
100 |
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催化剂531 |
28 |
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平滑剂HLC |
40 |
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柔软剂129 |
30 |
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拒污整剂SF600 |
40 |
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易去污整剂SR9000 |
40 |
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三防整理剂XAN |
5g/L |
表6：树脂整理对拒污去污效果的影响（浓度：g/L，级别：级,强力：牛顿）
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通过分析表6可知：同时作用于织物的免烫整理能够增加面料拒污去污的性能及其耐久性，与12#工艺相比较，拒水拒油拒污性能在20次水洗前有稍微的下降，但是30次水洗后拒水4.5级比12#工艺高0.5级，拒油4.5级比12#工艺高1级，去污整理有明显的改善，洗前达到4级比12#工艺高0.5级，5次水洗后仍是4级，20次水洗达到3.5级，30次水洗后3级，比12#工艺高出1级。其它物理指标如强力、平整度、色牢度均能满足面料的性能要求。
2.10
涂料添加对拒污去污整理效果的影响
实际生产中经常出现不符色现象，需要在后整理中添加少量的涂料进行修色，所选涂料必须是非离子性的对拒污去污整理无影响。我们实验了涂料与阴离子整理剂并用的稳定性，在拒污去污整理液中加入涂料，看有无沉淀物或者絮壮物产生及溶液分散性如何，是否对拒污拒油及去污效果及其耐久性产生影响，结果见表7。
焙烘工艺：160℃X2分钟
表7：涂料对拒污去污效果的影响（浓度：g/L，级别：级）
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通过分析表7可知：在配置好的拒污去污整理液中加入涂料，整理液中无沉淀物或者絮壮物产生，可以使用，对于拒水拒油性能基本没有影响，不影响面料洗前的去污性能，但水洗后去污性能迅速下降，增加了织物的易污性，10次水洗后还有3级，但30次水洗后只有1.5级，与涂料用量无关。
三、结语
3.1拒污整理赋予织物耐久的拒水拒油拒污的性能，使水、油等液体污渍不能润湿并在织物表面形成小球而滚落，拒污整理无法做到织物在水中纤维溶胀或者干态高温状态下，纤维再次被污染的问题。易去污整理使织物获得将污染织物的污垢在织物洗涤过程中容易去掉的性能，二者结合作用于织物时，使织物获得全面的防污性能，良好的易去污性能会损失掉部分拒污性能，拒污和去污同时作用于织物，须平衡好二者的关系。
3.2织物浸轧整理液后的烘干须低温预烘并且烘干要彻底，较低温度烘干有利于拒油的耐久性，良好的易去污会损失部分拒水拒油性能，综合考虑拒污和去污的效果及生产效率，选择焙烘工艺160℃X2分钟。
3.3要求柔软滑爽的织物手感，应选择适合用于拒水拒油整理的柔软剂，不至过多影响拒水拒油的整理效果，避免使用硅油柔软剂，柔软剂对于易去污整理效果影响亦非常大。
3.4树脂整理与拒污去污整理共同作用于面料时，增加了面料拒污去污的性能及其耐久性，尤其去污整理效果明显改善，浸轧整理液时添加涂料改善色光，所选涂料必须对整理液稳定性没有影响，但是涂料的加入降低了面料的去污性能，生产中要注意。