纯棉粗厚织物拒污/去污整理rz
李春光 王力民 高鹏 刘跃霞 李付杰 (华纺股份有限公司,山东滨州256617)
收稿日期 :2009-01-13
作者简介：李春光(1972 -)男,山东博兴人,工程师,主要从事染整技术管理工作。
原载：印染/2009/5；28-31
网上来稿：zhanyizhen，20090725
【摘要】分析了影响纯棉粗厚织物拒污整理和易去污整理效果及其耐久性的各项因素,包括预烘温度、焙烘条件和整理剂用量等。将拒污整理剂与易去污整理剂同浴处理棉织物,可获得拒污/去污两种效果,但二者存在相互制约的关系。拒污/去污同浴整理时,若要求织物手感柔软滑爽时,应选择合适的柔软剂。树脂整理能提高拒污/去污效果及耐久性。添加涂料能改善织物色光,但会降低易去污性能。
【关键词】防污整理 树脂整理 棉织物
【中图分类号】TS195159112 文献标识码:B 文章编号1000 -4017 (2009) 05 -0028 -05
纯棉织物吸湿透气性好、手感柔软,经适当化学防污处理后,可保持长时间清洁,并能防水
,满足消费者对易打理外套和家纺产品的需求。织物经拒污整理后,在水中不易溶胀,在干态高温下易被沾污,这就需要进行易去污整理。易去污整理可使织物在洗涤过程中易去除污垢。拒污和易去污协同作用,可使织物获得防污和易去污性能,但必须平衡好二者的关系。本试验以拒水拒油拒污整理剂SF600和易去污整理剂SR9000处理棉织物为例,探讨其工艺条件。
1 试验
1. 1 材料
织物36.
9 tex ×49. 2 tex 425根/10 cm ×220根/ 10 cm 144 cm31斜纹棉织物,卡其色(还原染料染色)。
助剂 拒水拒污整理剂SF600,三防增进剂XAN (亨斯迈公司),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。
1. 2 工艺流程
半成品→酸洗(调节布面pH值至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
1. 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级为合格。
拒油 参照AATCC
-118,分1～6级,多次水洗后达3级为合格。
易去污 参照AATCC 130—2000《家庭洗涤条件下纺织品去污能力》。
平整度 参照AATCC 124—2001《多次家庭洗烫之后织物表面外观》。
断裂强力 参照ASTM D 5034 -95 (2001)《纺织品断裂及延伸性测试》。
撕破强力 参照ASTM D 1424 -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5 cm ×10 cm长条,一端垂直浸入水中1 cm,记录水爬升1
cm所需的时间。
甲醛含量 参照GB /T 2912. 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)》。
干湿摩擦牢度 参照AATCC 8—2005《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》。
耐洗色牢度 参照AATCC 61 -2A —2005《纺织品色牢度试验耐洗色牢度》。
2 半成品准备
纺织品在进行拒污和易去污整理前,应保证面料的洁净度。织物上应不含浆料、碱类及其它可能影响三防效果的添加剂。前处理中使用的润湿剂应易洗除,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。整理前半成品需达到下列物理指标:
(1)布面pH值在6.
5洗,酸洗温度为50 ℃,不仅要使纤维表面达到弱酸性～7. 0 染色后增加一道酸至中性,而且关键是使纤维内部也要达到。
(2)布面含碱率(控制在0.
05%以内) 纯棉织物染色在碱性下完成,布面含碱率较高,一般在0. 5%以上。酸洗时,织物浸轧中和酸后,待反应一定时间后再水洗,充分洗去面料上反应产生的盐,减小对拒污整理的影响。
(3)面料含潮率均匀一致(控制在1%以内) 面料含潮率过小,织物纤维膨胀程度差,吸液量低,降低整理效果;含潮率过大,将降低织物带液量,影响整理效果。只有合适的含潮率才有利于浸轧时整理液的渗透和扩散。进行含氟化合物三防整理时,必须充分洗除半成品上所带的胶类、淀粉、浆料以及前处理中使用的表面活性剂,否则残余的阴离子杂质会影响弱阳离子型含氟三防整理剂的作用效果和乳液稳定性。
(4)面料瞬时毛效高(小于10 s) 织物浸轧整理液时间仅几秒钟,这要求织物的瞬时毛效要好,以适应加工设备的高速运转。
3 拒污整理
含氟拒水拒油整理剂通过化学和物理作用,在纤维表面形成连续的三维网状表面层。该表面层由低表面能原子团组成
,水、油滴落在布面,以球状从布面滚落,赋予织物拒水拒油拒污的特性;同时,要求整理剂不封闭织物的孔隙,保持织物原有的透气性。拒污整理效果及其耐久性除受织物洁净度的影响外,还与水质硬度有关。若化料使用硬水,会影响整理液的稳定性。此外,拒水拒油剂用量、预焙烘条件和三防增进剂等工艺参数,也会影响拒污效果及其耐久性。
采用不同的拒污整理剂用量和不同的焙烘条件(150 ℃×3 min, 160 ℃×2 min, 170 ℃×90s, 180 ℃×1 min),对棉织物进行整理,并测试整理后拒水拒油和易去污效果及其耐久性(见表1)。
表1 拒污整理耐久性效果 /级
|
工艺 |
1# |
2# |
3# |
4# |
5# |
6# |
||
|
整理剂SF600用量/ ( g/L) |
20 |
40 |
60 |
40 |
40 |
40 |
||
|
增进剂XAN用量/ ( g/L) |
- |
- |
- |
3 |
5 |
10 |
||
|
150℃ ×3 min |
拒水 /拒油 |
洗前 |
4.5 /5 |
5 /5 |
5 /5 |
6 /6 |
6 /6 |
6 /6 |
|
洗后 |
4. 5 /4 |
5 /5 |
5 /5 |
5.5/5.5 |
5.5/5.5 |
5.5/5.5 |
||
|
易去污 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
||
|
160℃ ×2 min |
拒水 /拒油 |
洗前 |
4.5/5 |
5/5 |
5/5 |
6/6 |
6/6 |
6/6 |
|
洗后 |
4.5/4 |
5/5 |
5/5 |
6/6 |
6/6 |
6/6 |
||
|
易去污 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
||
|
170℃ ×90s |
拒水 /拒油 |
洗前 |
4.5/5 |
5/5 |
5/5 |
6/6 |
6/6 |
6 /6 |
|
洗后 |
4.5/4 |
5/5 |
5/5 |
5/5 |
5/5 |
5.5/5.5 |
||
|
易去污 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
||
|
180℃ ×1 min |
拒水 /拒油 |
洗前 |
4.5 /5 |
5/5 |
5/5 |
6/6 |
6/6 |
6/6 |
|
洗后 |
4.5/4 |
5/5 |
5/5 |
5.5/5.5 |
5.5/5.5 |
5.5/5.5 |
||
|
易去污 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1.5 |
1 |
||
注：:测试洗前和10次工业水洗后的拒水拒油指标,易去污等级只测试洗前指标。
根据表1结果,对影响因素分析如下:
(1)预烘温度 尽量以非接触式热风烘干。这是因为接触烘干时,烘筒的急烘会使整理剂发生泳移,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,但要控制落布烘干。若温度过低,干燥不完全,影响拒污效果,且生产效率低;温度过高,会使有机氟过早局部交联,织物内残留水分蒸发时破坏纤维表面成膜,影响拒油拒水效果。
(2)焙烘条件 焙烘温度要保证乳化剂彻底分解,使氟高聚物充分交联或反应。焙烘时间视设备和生产效率而定,焙烘机生产选择低温长时间工艺,定形机生产则选择高温短时间工艺。由表1可知,拒水拒油整理剂用量不变,调整焙烘工艺,拒水拒油效果及其耐久性基本相同。为了提高生产效率,焙烘条件采用160℃×2min。
(3)拒污整理剂用量 含氟高聚物拒水拒油整理剂高温成膜后,可将织物的再润湿性降至最低,油、水不能润湿并在织物表面形成小球而滚落。工艺过程中,要求整理剂适应高速加工,在溶液状态时对纤维具有很好的润湿性,能快速渗透扩散到纤维内部。选用的拒水拒油整理剂应具有柔软效果,受布面残留物影响小。对比表1中的1#、2#、3#工艺,在相同的焙烘工艺条件下
,拒水拒油效果随拒污整理剂用量的增加而提高,但用量超过40 g/L后整理效果无明显改变。拒水拒油整理剂用量一般为40
g/L。
(4)三防增进剂 为了使聚合物间及聚合物与纤维间牢固结合,需提高膜的强度和黏着性。可在工作液中加入三防增进剂(一般为异氰酸酯),如三防增进剂XAN。由表1可知,在三防增进剂XAN用量3 g/L和160 ℃焙烘2 min条件下, 4 #工艺比2#工艺具有更好的整理效果,且水洗10次后织物拒水拒油等级仍能达6级。随三防增进剂XAN用量增加,拒水拒油整理效果耐久性变化不大,但采用高温短时间焙烘工艺,拒水拒油级别稍有增加,可耐更多次工业水洗。综合考虑,三防增进剂XAN用量选择5 g/L。
4 易去污整理
目前,易去污整理有两种,一种是亲水性易去污,能够防止番茄酱、咖啡渍和果酱等沾污织物,并易去除;另一种是疏水性易去污整理,油污及油脂等沾污织物,且于水中易去除。去污整理与拒污整理的区别在于,前者可允许污物渗透至纤维内部,在水中极易去除。本试验重点介绍疏水性易去污整理。
试验了不同易去污整理剂用量和不同焙烘条件下的拒水拒油和易去污效果,以及10次工业水洗后的耐久性,如表2所示。
表2 去污整理耐久性效果/级
|
工艺 |
7# |
8# |
9# |
||
|
整理剂SR9000用量/ ( g/L) |
20 |
40 |
60 |
||
|
150℃ ×3min |
易去污 |
洗前 |
3.5 |
4 |
4.5 |
|
洗后 |
3 |
3.5 |
4 |
||
|
拒水/油 |
洗前 |
1/3.5 |
1/4.5 |
2.5/4.5 |
|
|
洗后 |
无/1 |
无/1 |
无/1 |
||
|
160℃ ×2 min |
易去污 |
洗前 |
3.5 |
1 |
4.5 |
|
洗后 |
3 |
3.5 |
3.5 |
||
|
拒水/油 |
洗前 |
1/3.5 |
2.5/4.5 |
2.5/4.5 |
|
|
洗后 |
无/1 |
无/1 |
无/1 |
||
|
170℃ ×90s |
易去污 |
洗前 |
3.5 |
3.5 |
3.5 |
|
洗后 |
2.5 |
2.5 |
3 |
||
|
拒水/油 |
洗前 |
1/3.5 |
2/3.5 |
2.5/4.5 |
|
|
洗后 |
无/1 |
无/1 |
无/1 |
||
|
180℃ ×1 min |
易去污 |
洗前 |
3.3 |
3.3 |
3.5 |
|
洗后 |
2.5 |
2.5 |
3 |
||
|
拒水/油 |
洗前 |
1/3.5 |
1/3.5 |
2.5/3.5 |
|
|
洗后 |
无/1 |
无/1 |
无/1 |
||
依据表2结果,对影响因素分析如下:
(1)预烘温度以非接触式热风烘干为宜,避免接触烘干。烘干温度不宜过高,以80～90℃ 为宜,控制落布烘干。
(2)焙烘条件由表知,在去污整理剂用量不变的情况下,采用不同焙烘工艺,去污效果有差别。
7#工艺随焙烘温度升高,去污效果稍有下降, 150℃ 达3. 5级, 180℃ 焙烘时却只有3. 3级; 8#和9#工艺与其类似,随焙烘温度提高去污效果降低0. 5～1级;超过170℃ 焙烘,洗后去污级别为2. 5～3级。综合考虑,焙烘工艺选择160 ℃ ×2 min。
(3)拒污整理剂用量
易去污整理剂SR9000是一种含氟丙烯酸聚合物乳胶液,在较高温度焙烘时,能与纤维产生较牢固的结合。因此,适用于各种纤维织物的易去污整理。观察表2中的7
#、8 #和9 #工艺,在低温焙烘工艺条件(150 ℃ ×3 m in)下,去污整理剂用量增加,去污效果提高,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4. 5级,
10次工业水洗后仍为4级,但生产效率较低。160℃ 焙烘,用量40 g/L时去污效果达4级,用量60
g/L时去污效果达到4. 5级,但10次工业水
洗后为3. 5级,能基本满足大部分货单的要求。实际生产中,取易去污整理剂SR9000用量40 g/L。
5 拒污整理和去污整理的协同作用
将拒污整理剂和去污整理剂共同作用于织物,并加入三防增进剂XAN以增加拒水拒油整理效果的耐久性。试验结果见表
3。
表3 拒污整理和去污整理协同作用的整理效果/级
|
工艺 |
10# |
11# |
12# |
13# |
14# |
|
|
整理剂SF600用量/ (g/L) |
20 |
40 |
40 |
20 |
20 |
|
|
SR9000用量/(g/L) |
20 |
20 |
40 |
40 |
60 |
|
|
XAN用量/(g/L) |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
|
|
拒水 /拒油 |
洗前 |
5/5 |
6/6 |
6/6 |
4/4.5 |
4/4.5 |
|
5次水洗 |
4.5/4.5 |
6/5.5 |
6/5.5 |
4/4.5 |
4/4.5 |
|
|
10次水洗 |
3.5/4 |
5.5/5 |
5/5 |
3.5/3.5 |
3.5/3.5 |
|
|
20次水洗 |
3.5/3 |
5.5/5 |
5/4.5 |
3.5/3 |
3/3 |
|
|
30次水洗 |
3/3 |
5/3.5 |
4/3.5 |
3/3 |
3/2 |
|
|
易去污 |
洗前 |
3 |
3 |
3.5 |
4 |
4.5 |
|
5次水洗 |
2.5 |
2.5 |
3 |
3.5 |
4 |
|
|
10次水洗 |
2.5 |
2.5 |
3 |
3 |
3.5 |
|
|
20次水洗 |
2 |
1 |
2.5 |
3 |
3 |
|
|
30次水洗 |
1.5 |
1 |
2 |
3 |
3 |
|
注:焙烘工艺为160℃×2min。
由表3可知,拒污整理和去污整理协同作用于织物,其效果会相互制约。生产中应根据货单的侧重点,选择不同的整理工艺。
5. 1 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强力、耐磨性、外观及手感,拒污或易去污整理时常需加入一定量的柔软剂(用量一般为20～40
g/L ) ,但这会降低防水防油整理效果及其耐久性。
表4 柔软剂对拒污和去污整理效果的影响/级
|
工艺 |
15# |
16# |
17# |
18# |
|
|
SF600用量/(g/L) |
40 |
40 |
40 |
40 |
|
|
SR9000用量/(g/L) |
40 |
40 |
40 |
40 |
|
|
柔软剂3302用量/(g/L) |
30 |
|
|
|
|
|
柔软剂CGF用量/(g/L) |
|
30 |
|
|
|
|
柔软剂LS06用量/(g/L) |
|
30 |
|
|
|
|
柔软剂129用量/(g/L) |
|
|
30 |
|
|
|
拒水/油 |
洗前 |
6/5 |
5/6 |
6/6 |
6/6 |
|
5次水洗 |
5.5/4 |
5/5.5 |
6/5.5 |
5/5 |
|
|
10次水洗 |
5.5/4 |
4/3 |
5/5 |
5/5 |
|
|
20次水洗 |
3/2 |
3/2 |
3/2 |
5/5 |
|
|
30次水洗 |
3/1.5 |
3/1.5 |
3/2 |
5/5 |
|
|
易去污 |
洗前 |
3 |
3 |
3.5 |
4 |
|
5次水洗 |
3 |
3 |
3 |
3.5 |
|
|
10次水洗 |
2.5 |
2.5 |
3 |
3.5 |
|
|
20次水洗 |
2.5 |
2 |
3 |
3 |
|
|
30次水洗 |
2 |
2 |
2.5 |
3 |
|
注:焙烘工艺为160
℃×2 min。
由表4知,与12 #工艺相比,弱阳离子型柔软剂3302与含氟拒污去污整理剂拼用,水洗后的整理效果均较12#工艺下降了0.5～1级。聚醚氨基硅油柔软剂CGF是亲水性柔软剂,它会大大降低SF600的拒水拒油效果,且多次水洗后织物手感变硬,因此,对于有拒水拒油要求的货单,应严禁使用此类柔软剂。改性氨基硅类柔软剂LS06是亲水性弱阳离子柔软剂,能提高织物的润湿性,与三防整理剂拼用会降低后者的整理效果,且该柔软剂的耐洗性不好,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2.5级。聚乙烯柔软剂129可赋予织物柔软的手感和一定的拒水拒油性,且永久耐洗,不影响织物的润湿性,也不影响三防整理效果的耐久性。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。综上分析,柔软剂会对拒污去污整理剂的整理效果产生一定的影响,调节手感时需选用聚乙烯类的柔软剂。
5. 2 树脂一浴整理对拒污和去污效果的影响
为了提高织物的附加值,可进行三防易去污免烫整理。由于免烫整理会在一定程度上降低织物的穿着舒适性
,因此,工艺中常加入柔软剂和平滑剂。
工艺处方/(g/L)
树脂整理剂EFR 100
催化剂531
28
平滑剂HLC
40
柔软剂129
30
拒污整理剂SF600
40
易去污整理剂SR9000
40
三防整理剂XAN
5
焙烘温度×时间/℃×min 160×2
表5 树脂整理对拒污去污效果的影响/级
|
|
洗前 |
5次 |
10次 |
20次 |
30次 |
|
|
拒水/拒油/级 |
6/6 |
5/5 |
5/5 |
4.5/4.5 |
4.5/4.5 |
|
|
易去污/级 |
4 |
4 |
3.5 |
3.5 |
3 |
|
|
强力/N |
平整度 /级 |
甲醛 /(mg/kg) |
干/湿摩 /级 |
原变/白沾 /级 |
||
|
断强 |
撕强 |
|||||
|
520/248 |
19.2/16 |
3.3 |
20 |
4.5/4 |
3.5/4.5 |
|
由表5可知,在拒污和去污整理处方中加入免烫整理剂,能够提高面料的拒污、去污性能以及整理的耐久性。与12#工艺相比,表5中试样20次水洗后的拒水拒油性能稍有下降;水洗30次后拒水4. 5级,比12#工艺高0. 5级,拒油4. 5级,比12#工艺高1级,易去污效果达3级,比12#工艺高出1级。其它物理指标如强力、平整度和色牢度等也均能满足面料的性能要求。
5. 3 添加涂料对拒污/易去污整理效果的影响在拒污/易去污实际生产中,经常出现不符色现象,需要添加少量涂料进行修色。所选涂料必须是非离子型,且对拒污/易去污整理无影响。涂料对拒污拒油、易去污效果及其耐久性的影响见表6。
表 6 涂料对拒污/易去污效果的影响
|
工艺 |
19# |
20# |
21# |
|
|
整理剂SF600/(g/L) |
40 |
40 |
40 |
|
|
整理剂SR9000/(g/L) |
40 |
40 |
40 |
|
|
增进剂XAN/(g/L) |
5 |
5 |
5 |
|
|
涂料/(g/L) |
0.5 |
1 |
2 |
|
|
拒水/油 |
洗前 |
6/6 |
6/6 |
6/6 |
|
5 |
6/6 |
6/6 |
6/6 |
|
|
10 |
6/6 |
6/6 |
6/6 |
|
|
20 |
5.5/5.5 |
5.5 |
5.5/5.5 |
|
|
30 |
4/4 |
4/4 |
4/4 |
|
|
易去污 |
洗前 |
4 |
4 |
4 |
|
5 |
3 |
3 |
3 |
|
|
10 |
3 |
3 |
3 |
|
|
20 |
2.5 |
2.5 |
2.5 |
|
|
30 |
1.5 |
1.5 |
1.5 |
|
注: 焙烘工艺为160℃ ×2 min。
由表6可知,在配制好的拒污去污整理液中加入涂料,无沉淀物或絮状物产生,对整理织物的拒水拒油性能和水洗前的去污性能无影响,但水洗后去污性能迅速下降, 10次水洗后为3级, 30次水洗后仅1.5级。
6 结语
(1)棉织物拒污/易去污同浴整理,可赋予织物易去污和耐久的拒污性能,但二者间存在相互制约,必须平衡好二者的关系。
(2)织物浸轧整理液后应低温预烘,烘干要彻底,焙烘条件为160℃ ×2min。
(3)整理时应选择合适的柔软剂。
(4)棉织物同浴进行树脂整理和拒污去污整理,可增进拒污去污性能及耐久性,其易去污整理效果尤为明显。浸轧整理液时添加涂料,虽能改善色光,且对整理液稳定性没有影响,但会降低易去污性能。