紡織品無氟撥水和易去污整理工藝

楊俊文，王 群

（3M中國有限公司，上海 200233）

棉和化纖等織物經(jīng)過三防整理后具有防水、防油、防污功能，進(jìn)一步制成服裝后，在某種程度上能抵御日常生活中的一部分污漬侵襲；但該類型的服裝一旦被油性污漬沾污后，就很難通過正常的洗滌過程清洗干凈，例如在穿著過程中，衣領(lǐng)和衣袖頻繁地與皮膚接觸、摩擦，人體表面的油脂、汗液等混合污漬在一定壓力下進(jìn)入衣領(lǐng)和衣袖纖維，形成頑固的污斑，在正常水洗過程中很難去除干凈［1］。近幾年流行的無氟撥水劑符合環(huán)保發(fā)展的趨勢，但和含氟撥水劑相比，無氟撥水劑不防油，這就導(dǎo)致無氟撥水劑處理的服裝碰到油污時會把油污吸收進(jìn)去，很難清洗干凈，影響服裝的外觀和穿著性。若對織物進(jìn)行撥水和易去污雙效整理，服裝在干燥狀態(tài)下具有優(yōu)良的撥水功能，同時被油性污漬沾污后也易于清洗，因此，具有撥水和易去污雙重功效的無氟撥水劑具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。

常見的無氟撥水劑包含兩大類：有機(jī)硅撥水劑和碳?xì)溟L鏈類撥水劑。有機(jī)硅撥水劑的撥水原理一方面是降低被處理材料的表面張力，另一方面是這類物質(zhì)本身也具有疏水性能；碳?xì)溟L鏈類撥水劑的撥水原理主要來自這類物質(zhì)的疏水性能，在被處理材料的表面形成一層疏水層，賦予被處理材料疏水性能。服用紡織品撥水劑選用具有較強(qiáng)疏水性能的物質(zhì)，碳?xì)溟L鏈類撥水劑的長鏈烷烴發(fā)揮撥水功效，長鏈烷烴的空間構(gòu)象及其在纖維表面的排列分布在一定程度上決定了撥水性能，這也是無氟撥水劑的重要技術(shù)所在［2］。

大部分無氟撥水劑都帶有非極性基團(tuán)，對非極性的油劑具有吸引作用，因此，處理后的織物接觸油性污漬后很難清洗干凈。若能將無氟撥水劑超分子的空間分布設(shè)計(jì)成特殊結(jié)構(gòu)，使整個分子呈極性，對非極性的油污具有排斥性，在織物的水洗過程中把油污推到水里，從而使織物具有很好的易去污功效。思高潔TM無氟撥水劑PM-3888 的主鏈端基帶有強(qiáng)疏水基團(tuán)，能在纖維上形成一層均勻致密的疏水保護(hù)膜，發(fā)揮較好且耐久的撥水功效；同時具有特殊的超分子結(jié)構(gòu)（整個分子呈極性），對非極性油污具有排斥性，因此具有較好的易去污功效。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料

織物：滌綸75D×75D，85 g/m2，80%；尼龍70D×160D，123 g/m2，70%。無氟撥水劑PM-3888（非硅類無氟撥水劑，3M 中國有限公司），無氟撥水劑A、B、C（含硅類無氟撥水劑），交聯(lián)劑D、E、F、G（異氰酸酯類交聯(lián)劑），普通滲透劑（表面活性劑類），異丙醇（工業(yè)級），特殊柔軟劑（高分子聚乙烯蠟類），普通有機(jī)硅柔軟劑（氨基硅類），均來自國內(nèi)市場。

1.2 設(shè)備

P-A0 氣動重型豎式軋車、R-3 型拉幅定型機(jī)（錫萊-亞太拉斯有限公司），AATCC 灑水噴淋儀及評判圖卡，AATCC 標(biāo)準(zhǔn)洗衣機(jī)（使用1993 AATCC 標(biāo)準(zhǔn)洗衣粉和AATCC 標(biāo)準(zhǔn)陪洗布），AATCC 標(biāo)準(zhǔn)烘干機(jī)。

1.3 整理工藝

前處理→染色→烘干（100 ℃）→浸軋整理液→烘干（100 ℃）→焙烘（170 ℃）。

1.4 測試

撥水性能（簡稱WR）：按照AATCC 22—2002《紡織品撥水性測試噴淋法》進(jìn)行測試。

易去污性能（簡稱SR）：按照AATCC 130—2002進(jìn)行測試。

耐洗性能：按照AATCC 135—2004《紡織品家庭水洗程序》進(jìn)行測試。

2 結(jié)果與討論

2.1 無氟撥水劑

由表1 可知，4 只無氟撥水劑都有較好的撥水效果，經(jīng)過10 次洗滌后，撥水性能都可以達(dá)到80 分，但易去污性能差別較大，A、B、C 3 只無氟撥水劑的易去污性能較差，初始和洗滌10 次后的易去污性能都只有2～3 級。因?yàn)锳、B、C 3 只無氟撥水劑的分子呈非極性，而油污也呈非極性，根據(jù)相似相容原理，A、B、C 3只無氟撥水劑都對非極性的油污具有吸引力，因而把油污吸附到織物上，水洗時油污很難從織物上移動到水中，干燥后仍然殘留在織物上。而PM-3888 超分子結(jié)構(gòu)的空間分布很特殊，整個分子呈極性，因而對非極性的油污具有排斥作用，在織物的水洗過程中能把油污推到水里，從而使織物具有很好的易去污功效。

表1 無氟撥水劑對撥水及易去污性能的影響

2.2 布面雜質(zhì)

無氟撥水劑的撥水整理對織物的前處理及殘余助劑有一定的要求，油劑去除不干凈會導(dǎo)致織物的吸水性不好，織物在快速浸軋工作液的過程中帶液率就會降低；同時，撥水劑不能直接包覆在每根纖維的表層，也就不能形成連續(xù)的疏水保護(hù)膜，很難得到好的撥水功效。整理前織物上殘余的前處理助劑及染色助劑（如勻染劑和普通滲透劑）等均為親水性的物質(zhì)，烘干后不能揮發(fā)，殘留的物質(zhì)會增加織物的表面張力；含硅消泡劑會影響撥水劑在纖維表層的成膜性，均會影響撥水劑的功效。因此，整理前要將織物上的油劑、前處理助劑、勻染劑等清洗干凈，并且不使用含硅消泡劑［3］。

2.3 交聯(lián)劑

為了提高PM-3888 的耐洗性能，可在配方中添加耐洗提升劑——交聯(lián)劑。由表2 可知，交聯(lián)劑D、E、F、G 對撥水性的耐洗性都有明顯的提升作用，水洗20 次后撥水性都能達(dá)到80 分以上；交聯(lián)劑F 的耐洗提升作用最顯著。交聯(lián)劑D、E、F 的分子呈極性，對油污具有排斥作用，因此對易去污性能沒有明顯的影響。交聯(lián)劑G 可能含有非極性基團(tuán)，對油污具有吸引力，從而影響織物的易去污性能。因此選擇交聯(lián)劑F。

表2 交聯(lián)劑對無氟撥水劑撥水及易去污性能的影響

2.4 其他物質(zhì)

由表3 可知，當(dāng)工作液中含有與撥水和易去污功效相反的物質(zhì)時，撥水和易去污功效顯著降低。普通滲透劑在纖維干燥過程中不能揮發(fā)，殘留在布面上，增加了布面的表面張力，降低了撥水功效。非再濕性滲透劑如異丙醇在工作液中能提高布面滲透性，同時在干燥過程中會隨著水分揮發(fā)，不會殘留在布面上，用量適當(dāng)不會降低撥水劑的功效。普通有機(jī)硅柔軟劑的硅氧鍵呈非極性，對非極性的油污具有吸引作用，會影響織物的易去污性能。特殊改性的柔軟劑整個分子呈現(xiàn)極性，對非極性的油污具有排斥作用，因而不影響織物的易去污性能，用量適當(dāng)能在撥水、易去污性能及手感之間達(dá)到很好的平衡，因而適合作為撥水易去污整理的手感調(diào)節(jié)劑［4］。

表3 其他物質(zhì)對撥水及易去污性能的影響

3 結(jié)論

無氟撥水易去污雙效功能整理首先要選擇合適的無氟撥水劑。整理前要將織物上的油劑、前處理助劑、勻染劑等清洗干凈，并且不使用含硅消泡劑。若要做高耐洗的撥水易去污整理，可添加合適的交聯(lián)劑來提升耐洗性。在整理時，工作液中不能添加與撥水和易去污功效相反的物質(zhì)。若要添加滲透劑，須選擇非再濕性滲透劑（如異丙醇）。若要調(diào)節(jié)手感，則要選擇合適的柔軟劑，用量也要注意。