竹纖維家紡面料的防縮防皺整理

彭麗萍，徐善如，繆永梅

（1. 南通三榮貿(mào)易有限公司，江蘇南通 226001；2. 江蘇華創(chuàng)檢測技術(shù)服務有限公司，江蘇南通 226601）

竹（漿）纖維是一種將竹片做成漿，然后將漿做成漿粕再濕法紡絲制成纖維，其制作加工過程基本與粘膠相似。竹纖維面料具有優(yōu)良的吸濕性和透氣性能，而且手感柔軟、舒適涼爽。近年來，竹纖維家紡面料越來越受到人們的歡迎[1-3]。雖然竹纖維的化學結(jié)構(gòu)與粘膠纖維和棉纖維的化學結(jié)構(gòu)相似，但由于纖維原料的不同以及制作過程的差異，使得竹纖維與棉纖維在形態(tài)上和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)方面不完全相同。竹纖維面料的聚合度和棉相比要低得多，結(jié)晶度也低，約為40%，結(jié)晶尺寸也較小。此外，竹漿纖維的取向度也較低，使得竹纖維面料更易起皺，縮水率更高[4-7]。為了克服其易皺、縮水率高的不足，本課題選用超低甲醛樹脂對其進行防縮防皺整理，并優(yōu)化了整理工藝。

1 實驗部分

1.1 材料、藥品和儀器

實驗材料 ：竹纖維云緞染色面料（淡黃色），規(guī)格：9.75tex×9.75tex，681根/10cm×492根/10cm。

藥品：超低甲醛樹脂（工業(yè)級，南通海匯科技發(fā)展有限公司），滲透劑JFC、柔軟劑618N（工業(yè)級，南通日成紡織助劑廠），氯化鎂、檸檬酸（分析純，汕頭市西隴化工有限公司）

儀器：EL303型電子天平[梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司]；PHS-3C精密pH計（上海儀電科學儀器股份有限公司）；PB1型橫式壓染機、R-3型自動定型烘干機（廈門瑞比精密機械有限公司）；YG（B）541E型智能式織物折皺彈性儀、WSB-3A型智能數(shù)字白度計（溫州大榮紡織儀器有限公司）；YG065H/PC電子織物強力儀（萊州市電子儀器有限公司）等。

1.2 樹脂整理工藝

1.2.1 工藝處方

工藝處方見表1。

表1 工藝處方

1.2.2 工藝流程

配置整理液→二浸二軋（軋余率80%）→預烘（100℃，2min）→焙烘（130℃ ～170℃，2min） →放置24h→性能測試。

1.3 測試方法

1.3.1 撕破強力

參照GB/T 3917.2—2009《紡織品 織物撕破性能第二部分：褲形試樣（單縫）撕破強力的測定》，在YG065H/PC電子織物強力儀上進行測試。每種試樣經(jīng)向測3塊樣，取平均值。

1.3.2 白度

參照GB/T 17644—2008《紡織纖維白度色度實驗方法》，在WSB-3A智能數(shù)字白度計上測試。每塊布樣測試4次，取平均值。

1.3.3 折皺回復角

參照GB/T 3819—1997《紡織品 織物折痕回復行性的測試回復角法》，在YG（B）541E型智能式織物折皺彈性儀上進行測試。每種實驗經(jīng)向、緯向各測五塊，取平均值。經(jīng)向、緯向平均值的和即為測試布樣的折皺回復角。

1.3.4 織物縮水率

參照GB/T 8629—2001《紡織品 實驗用家庭洗滌和干燥程序》測定。

經(jīng)向水洗尺寸變化率 = [（水洗后長度－水洗前長度）/水洗前長度] × 100%

緯向水洗尺寸變化率 = [（水洗后寬度－水洗前寬度）/水洗前寬度] × 100%

1.3.5 織物上甲醛質(zhì)量分數(shù)

參照GB/T 2912.1—2009《紡織品甲醛的測定第一部分：游離和水解的甲醛（水萃取法）》測定。利用乙酰丙酮顯色法制作甲醛標準曲線，通過標準曲線求得織物上甲醛質(zhì)量分數(shù)。

織物上甲醛的萃?。簩⒄砗蟮拿蘅椢锛舫?.5×0.5cm碎片，稱取2g織物放入250mL的碘量瓶中，量取100mL的蒸餾水，在40℃的水浴鍋中萃取1h。

吸光度測量：取5mL乙酰丙酮及5mL的甲醛萃取液于試管中，在40℃水浴鍋中顯色30min，常溫避光保存30min，然后用分光光度計測定其吸光度。

織物上甲醛質(zhì)量分數(shù)的計算：通過甲醛標準曲線得出甲醛的濃度，根據(jù)式（1）換算出織物上甲醛質(zhì)量分數(shù)，用mg/kg表示。

式中：F—從織物樣品中萃取的甲醛質(zhì)量分數(shù)，mg/kg；c—從甲醛標準曲線得到的甲醛質(zhì)量濃度，ug/mL；m—樣品質(zhì)量，g。

2 結(jié)果與討論

2.1 樹脂用量

利用樹脂整理工藝，在催化劑用量為15g/L，整理液pH為4，焙烘溫度為140℃，焙烘時間為2min的條件下，改變樹脂用量，測得不同用量的樹脂對整理織物性能的影響如表2所示。

表2 樹脂用量對整理織物性能的影響

由表2可以看出，樹脂用量對整理織物的白度和撕破強力影響不大。隨著樹脂用量的增加，整理織物的折皺回復角逐漸增大，縮水率逐漸降低。當樹脂用量超過120g/L后，變化不明顯。這是因為隨著樹脂用量的增加，樹脂與織物的交聯(lián)程度提高，從而導致防皺性能得到提高，縮水率下降。當樹脂用量達到120g/L時，交聯(lián)反應接近飽和，繼續(xù)增加樹脂用量，并不會使折皺回復角增加，縮水率降低。因此，選擇樹脂的用量為120g/L。

2.2 催化劑用量

氯化鎂是樹脂整理常用且性能穩(wěn)定的催化劑，其它條件不變，改變催化劑氯化鎂用量，測得不同用量的催化劑對整理織物性能的影響，如表3所示。

表3 催化劑的用量對整理織物性能的影響

由表3可知，隨著催化劑用量的增加，織物的白度變化不大，撕破強力逐漸降低，縮水率減小，折皺回復角先增大后減小，在催化劑用量為15g/L時織物的折皺回復角最大。這是因為隨著催化劑用量的增加，樹脂的交聯(lián)程度提高，織物的折皺回復角提高，縮水率降低。但催化劑氯化鎂是一種釋酸劑，在整理液中，鎂離子會不斷結(jié)合氫氧根離子，從而使整理液的酸性不斷增加，在焙烘過程中，隨著水分蒸發(fā)，纖維上整理液的酸度不斷增加，導致了纖維素大分子的水解，強力下降。因此，催化劑的用量選擇為15g/L。

2.3 pH的確定

實驗中用檸檬酸調(diào)節(jié)整理液pH，固定樹脂用量為120g/L，催化劑用量15g/L，焙烘溫度為140℃，焙烘時間為2min不變，改變整理液的pH，測得不同的pH對整理織物的性能影響如表4所示。

表4 催化劑的用量對整理織物性能的影響

由表4可知，隨著pH的增加，織物的白度變化不大，撕破強力有所提高，而折皺回復角是先增大后減小，縮水率增加。這是因為樹脂與纖維的交聯(lián)反應要在酸的催化作用下發(fā)生，但是強酸會對織物產(chǎn)生較大的損傷。因此，選擇整理液pH為4.0。

2.4 焙烘溫度

焙烘時間與焙烘溫度對樹脂與纖維交聯(lián)程度的影響具有一定的關聯(lián)性，固定樹脂用量120g/L，催化劑用量15g/L，整理液pH為4.0，焙烘時間為2min不變，改變焙烘溫度，測得不同焙烘溫度對整理織物的性能影響如表5所示。

表5 焙烘溫度對整理織物性能的影響

續(xù)表5

由表5可知，隨著焙烘溫度的提高，整理織物的白度和撕破強力呈下降趨勢；織物的折皺回復角增加，縮水率下降，但焙烘溫度超過140℃后變化不明顯。這是因為隨著溫度的升高，樹脂在織物上的交聯(lián)程度不斷提高，但溫度過高，織物的表面會發(fā)生泛黃，白度和強力下降。因此，選擇焙烘溫度為140℃。

2.5 正交實驗

從單因素實驗的基礎上進行四因素三水平正交實驗，固定焙烘時間2min，以折皺回復角為考核指標，進一步優(yōu)化整理工藝。正交實驗的條件和結(jié)果如表6所示。

表6 正交實驗方案及結(jié)果分析

從表6可以看出，各因素對折皺回復角的影響由大到小順序為：樹脂用量 ＞ pH ＞催化劑用量 ＞ 焙烘溫度，最佳整理工藝為：樹脂用量125g/L，催化劑用量15g/L，pH4.5，焙烘溫度145℃，焙烘時間為2min。按此工藝整理織物，與未整理布樣進行比較，實驗結(jié)果如表7。

表7 樹脂整理前后織物性能比較

由表6可知，整理前后織物的白度變化不大，折皺回復角和撕破強力明顯提高，縮水率明顯減小。撕破強力提高一方面是由于整理液中添加了柔軟劑，使織物重紗線間的摩擦系數(shù)減小，紗線在織物中的移動性提高。另外一方面，整理后織物發(fā)生了收縮，撕裂時有更多的紗線來共同承受撕力。

2.6 整理織物的甲醛質(zhì)量分數(shù)

配制系列質(zhì)量濃度甲醛溶液，根據(jù)各個濃度溶液的吸光度做出標準曲線，標準曲線如圖1所示。

圖1 甲醛標準曲線

測得整理織物萃取液顯色后的吸光度為0.227，通過甲醛標準曲線及計算公式（1），計算出織物上甲醛質(zhì)量分數(shù)為54.68mg/kg，符合GB 18401—2010《國家紡織產(chǎn)品基本安全技術(shù)規(guī)范》中的B類紡織品小于75mg/kg的要求。

3 結(jié)論

（1）竹纖維家紡面料防縮防皺的最佳整理工藝為：超低甲醛樹脂用量125g/L，催化劑氯化鎂用量15g/L，pH4.5，焙烘溫度145℃，焙烘時間為2min。

（2）整理后竹纖維面料的折皺回復角提高了80°，水洗尺寸變化率減小3%以上，白度變化不大，撕破強力提高，織物上甲醛質(zhì)量分數(shù)低于75mg/kg。