织物的“三防”和“四防”整理技术应用vqq-43

沈 锡  无锡纺织产业集团

资料来源：第七届后整理年会征集稿

 

【摘要】本文对在我集团公司现有的设备上生产全棉色织物“四防”整理的最佳工艺和关键要素进行了探讨，提出了存在问题和操作注意事项，提高了产品附加值。

【关键词】防水  防油  防污  防皱  整理

 

随着经济和社会的发展，人们生活质量的提高，单一功能的纺织品已远远不能满足人们的需要，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,防皱、防水、防油、防污整理纺织品的需求量不断增加。“三防”、“四防”（防水、防油、防污、防皱）整理就是在织物上施加一种或数种整理剂，改变织物的表面性能，使织物不易被水和常见油污所润湿或沾污，具有防护性，同时又具有免烫性能。“四防”纺织品可广泛应用于服装面料、厨房用布、餐桌用布、装饰用布、产业用布、军队用布、劳保用布等领域，具有良好的市场应用前景。

近几年以来，我集团公司为了有效地提高产品的附加值，承接了大量“三防”、“四防”整理的加工单子，共计已生产了1500多万米色织布，是全国第一家大批量生产“四防”整理色织布的厂家，企业比常规普通整理取得了更好的经济效益。

本文主要介绍我公司在现有的技术设备条件下对全棉色织布“四防”整理的较理想较经济的工艺，此工艺简单、操作方便，具有很高的实用和推广价值。

 

一、原理

1.1 “四防”作用机理：

防水整理（拒水整理）改变纤维表面性能——使纤维表面的亲水性转变为疏水性，而织物中纤维间和纱线间仍保存着大量孔隙，对表面张力较大的水能产生较大的接触角，这样织物即透气，又不易被水润湿。

防油整理（拒油整理）采用化学整理方法来改变纤维的表面性能，以提高纤维的防油性。一般用氟有机化合物进行拒油整理，要求能对表面张力较小的油脂具有不润湿的特性，使织物具有不易被油性污垢沾污。

防污整理是通过改变织物组织和纤维的表面状态来获得减少污垢积聚的效果。利用特氟隆（特氟隆为氟碳结构）的特点，在织物表面形成分子屏障，以阻止水和各种油污、污物的润湿，即使有水或油污在织物表面滞留，也是呈液态，很容易去除。

防皱整理最早是用于对纤维素纤维织物的加工。纤维素纤维特别是棉织物，具有很多优良性质，但却存在着弹性较差的的缺点，即容易产生折皱，其主要原因是纤维受外力作用而变形时纤维素大分子链或纤维的结构单元间部分氢键遭到破坏，并在新的部位形成新的氢键，使纤维难以从变形中恢复原状。而通过防皱整理剂可以使经过整理后的纤维素纤维的弹性模量提高，使之比未处理的纤维难变形，而且有较高的弹性，同时使织物兼有了防缩效果。防皱整理对棉织物而言，主要讲的是免烫整理。                                                              

1.2 所用试验助剂和材料：

        三防助剂： HPCU ， AG710， 7700， HLD

        树脂： 1#树脂， 2#树脂， 3#树脂， 4#树脂

织物： 32x32 /90x80  全棉色织布

1.3 测试方法：

        AATCC135 Dupont Method；AATCC124；AATCC118；ASTMD534

1.4 主要设备:

            一正一反气体烧毛机；履带式退浆机；180布铗丝光机；180热风拉幅机；Monforts定型机；Monforts 预缩机

工艺流程： 坯布检验→翻布→缝头→烧毛→退浆→丝光→拉幅（浸轧工作液）→焙烘→预缩→码布成品

二、织物前处理要求

    织物的“四防”整理，从其工艺原理看来，属于纤维表面化学改性的范畴。因此，它必然要求整理的织物前处理要充分，使之具有良好的吸收性能。同时，织物上要尽可能的减少表面活性剂、助剂和盐类等残留物，织物表面应呈中性或微酸性，为“四防”整理取得良好效果准备条件。

烧毛一般要求3~4级以上，有时为了提高烧毛效果，采用后烧毛，即退浆或丝光后再烧毛，这样可以使织物表面的绒毛更易于去除掉。但浅色布一般不采用后烧毛，因为后烧毛易在布面形成烧毛污迹，难以去除。

因为色织布含有许多化学浆料，淀粉酶退浆难以去除，一般选择高温退浆，退浆率达到95%以上，这样可以使后道吃料时助剂与纤维的结合比较牢固，而不是助剂结合在纤维表面的浆料中，影响整理效果。

丝光的碱浓根据不同品种，选择不同浓度，中车门幅为坯布门幅较为适宜，碱浓过低达不到丝光效果，但过高易造成落布门幅狭，后道拉幅浸轧工作液时不易拉出，易形成破边和窄幅。为了使织物呈中性或微酸性，我们一般在丝光后进行pH值调节。

三 、试验结果与讨论

影响整理效果的因素除了布面的渗透性、酸碱性外，还有使用助剂种类和用量、焙烘温度和时间等，于是我们进行单因子定量改变对整理效果的影响作了试验和测试。

3.1“三防”助剂的选择

我们选择了4种不同的“三防”助剂在相同情况下进行了“三防”效果的测定，其结果见表一。

处方:  三防助剂    60G/L

树脂        60G/L

催化剂      15G/L

表一  不同助剂“三防”效果的对比

 

初始

20次水洗

防水

防油

防污

防水

防油

防污

AG710

6

5

2

1

0

0

HLD

6

5

3

5

2

2

7700

6

5

3.5

5

3

3

HPCU

6

5

3.5

5

3.5

3

从上表可以看出，在相同情况下，HPCU具有较好的“三防”效果。故我们选择其作为“三防”助剂。

3.2免烫整理剂的选择

我们选择了4种不同的树脂在相同情况下进行了免烫等级的测定，其结果见表二。

         表二  不同树脂免烫效果的对比

品种

免烫等级

1#树脂

3.2

2#树脂

2.9

3#树脂

3.0

4#树脂

3.1

从上表可知，1#树脂的整理效果较好，故我们选择其作为免烫整理剂。

3.3 pH值对“四防”效果的影响

在其他条件不变情况下，我们进行了布面pH值对“四防”效果的影响实验，其结果见表三：

表三  不同pH对“四防”效果的对比数据

pH   值

5.4

6.6

7.0

8.0

9.4

初始

防水

6

6

6

5

5

防油

5

5

5

4

3

防污

3.5

3.5

3.5

2

2

免烫

3.2

3.2

3.2

2.5

2

20次

水洗后

防水

5

5

5

3

2

防油

3

3

3

1

0

防污

3

3

3

0

0

从上表可以看出，以 pH=7.0时为一分界点, pH小于7的“四防”效果明显好于pH大于7的效果

 

3.4 HPCU用量对“三防”效果的影响

在其他条件不变的情况下，我们进行了不同用量的HPCU对“三防“效果的影响，结果见表四。

表四  HPCU不同浓度对“三防“效果的数据对比

助剂用量(HPCU)g/L

4O

6O

8O

10O

初始

防 水

5

6

6.5

6.5

防 油

4

5

5

5

防 污

2

2.5

3.5

3.5

20次

水洗后

防 水

4

5

6

6

  防 油

2

3

4

5

  防 污

1

1.5

3

3

从上表可以看出，随着HPCU用量的逐渐增加，“三防”效果随之增加。不过助剂的用量，视要求而定，一般用量80g/L时，已具有良好的“三防”效果，并且为了获得较佳的耐洗性能，综合考虑生产成本，用量最好不超过100g/L。

3.5  树脂浓度对免烫效果及强力的影响

在其他条件不变的情况下，我们用不同浓度的树脂进行了免烫等级、断裂强力、撕破强力等的测定，其结果见表五。

表五 树脂浓度对免烫效果及强力的影响

1#树脂 g/L

30

40

50

60

70

免烫级数

2.5

3

3.2

3.3

3.5

断裂强力下降率%

20

26

31

36

45

（注：表中断裂强力下降率是用经过整理后的织物与未经整理的织物做对比得出的数据）

从上表可以看出，随着树脂浓度的不断增加，免烫能力逐渐提高，而织物的断裂强力逐步下降。这是因为树脂浓度的增大，提高了树脂和纤维素分子间的共价交联度，限制了纤维素结构单元的相对位移。因此，在增加织物抗皱性能的同时降低了织物的强力。综合考虑，我们选择树脂浓度为60g/L。

3.6  根据以上试验和实践，我们得出“四防”的最佳工艺处方：

1#树脂 60g/L；催化剂20g/L；HPCU 80g/L

 3.7焙烘温度/时间对“四防”效果的影响

在不同焙烘条件下，做了“四防”效果的测定，其结果见表六。

表六   焙烘温度/时间对“四防”效果的数据对比

焙 烘 温 度oC

160

170

180

190

焙 烘 时 间 s

60

50

40

30

初始

防水

5

6

6.5

6.5

防油

3

5

5

5

防污

2.5

3

3.5

3.5

20 次

水洗后

防水

3

5

5

5

防油

2

3

4.5

4.5

防污

2

2.5

3

3

免 烫 级 数

2.5

3.2

3.5

3.5

强力下降率  %

20

30

36

45

从上表可以看出，随着焙烘温度的升高，“四防”效果亦有提高，但强力下降十分显著，脆损越来越严重。在采用同一种催化剂的情况下，焙烘温度高则时间可短一些。根据前处理后色织物强力的大小，以及我公司实际操作经验，温度选择在180oC较佳。

四、  结论

从以上试验和实践分析可以得出，四防整理的最佳工艺为 ：

1#树脂          60g/L

               三防剂HPCU      80g/L

               催化剂          20g/L

               焙烘温度        180oC 

焙烘时间        40-50S

免烫和“三防”整理可同浴一步法，简化了工艺，节约了能源，提高了产品质量。

五、主要问题和注意事项

主要问题：

1、色光的变化

2、强力的损伤

3、三防、四防效果不好

4、耐洗性能不良

5、布面有防水渍、防水条斑产生

注意事项：

1、加工织物的pH值应略呈酸性，不能带碱。去杂要干净，不能残留润湿剂、浆料、洗涤剂、柔软剂、表面活性剂等。

2、织物染色后的水洗要加强，有利于织物的去杂干净。

3、拉幅机的料桶和轧槽一定要冲洗干净，整理剂中不能接触有机硅柔软剂。

4、在进行“三防”、“四防”整理时整理剂及用量的选择很重要。

5、在工艺应用上，工艺流程、焙烘温度和时间的选择要综合考虑整理效果、织物的手感、强力等。

       （2007年6月）