新型易去污面料的整理工藝

張 凱，解倩倩，陳玉哲，劉淑云，張建祥，毛志平

（1.東華大學(xué)化學(xué)化工與生物工程學(xué)院，上海 201620；2.魯泰紡織股份有限公司，山東淄博 255100）

隨著生活水平的日益提高，人們對(duì)衣食住行的要求正發(fā)生著質(zhì)的改變，尤其是對(duì)于穿衣的要求已經(jīng)不單單局限于產(chǎn)品的舒適度，面料的功能性正越來越受到重視。功能性整理不僅能夠提升產(chǎn)品的品質(zhì)，提高面料的穿著舒適度，而且能夠提高產(chǎn)品的檔次和附加值［1-2］。織物的功能性整理包括三防整理、抗紫外線整理、抗菌防臭整理、防蚊整理、易去污整理等。其中，易去污整理在服裝面料、廚房用布、餐桌用布、裝飾用布、軍隊(duì)用布、勞保用布等領(lǐng)域越來越受到青睞。

易去污整理通過對(duì)纖維表面進(jìn)行改性，達(dá)到提高纖維表面抗污性的目的，或使污染物疏松，洗滌時(shí)易于去除［3］。易去污整理劑可以分為氟碳鏈助劑和無(wú)氟類助劑。目前，C8氟碳鏈易去污助劑由于具有檢出PFOA 等有害化學(xué)品的風(fēng)險(xiǎn)已被禁用［4］；C6和C4氟碳鏈易去污助劑及無(wú)氟類易去污助劑作為新型的環(huán)保型產(chǎn)品，正逐步在各印染企業(yè)得到推廣應(yīng)用。面料的易去污性能一般采用AATCC 130—2000 進(jìn)行測(cè)試，但在實(shí)際生產(chǎn)過程中，不同的客戶往往提出不同的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和要求。本實(shí)驗(yàn)開發(fā)了一種新型易去污色織面料，分別采用AATCC 130—2000 和JIS L 1919 C-2（日本客戶指定）進(jìn)行測(cè)試，對(duì)比了不同整理方式、面料規(guī)格及助劑種類對(duì)織物易去污性能的影響。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料與儀器

織物：色織半成品，其中白色面料為色織增白面料，各面料的經(jīng)緯向密度均為512 根/10 cm×315 根/10 cm，其他具體信息如表1所示。

表1 面料的組織規(guī)格

試劑：易去污助劑SRF-6000（工業(yè)品，青島大原化學(xué)有限公司），易去污助劑HSD、TG-01［工業(yè)品，亨斯邁貿(mào)易（中國(guó)）有限公司］，易去污助劑PM-492（工業(yè)品，美國(guó)3M 公司），易去污助劑SR-10（工業(yè)品，日本長(zhǎng)瀨歐積公司），交聯(lián)劑CR-E 樹脂、催化劑LRMC（工業(yè)品，淄博魯瑞精細(xì)化工有限公司），甲醛捕捉劑CFF，纖維保護(hù)劑SF-P，氯漂改良劑RA-202，冰醋酸、洗衣粉（市售），玉米油（食品級(jí)，青島瑞宇糧油有限公司），橄欖油，油酸，油紅。

儀器：GF-3000 電子天平（日本A&D 艾安得股份有限公司），水平/立式兩用軋車（瑞士Mathis 馬西斯公司），R-3 型自動(dòng)定型烘干機(jī)（廈門瑞比精密機(jī)械有限公司），Datacolor-650電腦測(cè)色配色儀。

1.2 易去污整理工藝

工藝配方：易去污助劑60 g/L，CR-E 60 g/L，CFF 10 g/L，LRMC 15 g/L，SF-P 20 g/L，RA-202 10 g/L，浴比1∶20。工藝流程：二浸二軋（軋余率65%）→預(yù)烘（90～120 ℃，1～2 min）→焙烘（150～170 ℃，3～5 min）。

1.3 測(cè)試

易去污性能：采用AATCC 130—2000《去污性：油漬清除法》和JIS L 1919《纖維制品的防污性試驗(yàn)方法》C-2法測(cè)定。

斷裂強(qiáng)力：采用JIS L 1096：2010 8.14.1 B《織物斷裂強(qiáng)力及伸長(zhǎng)率試驗(yàn)方法》測(cè)定。

撕破強(qiáng)力：采用JIS L 1096：2010 8.17.4 D《織物撕破強(qiáng)力試驗(yàn)方法》測(cè)定。

甲醛質(zhì)量分?jǐn)?shù)：采用JIS L 1041：2011/8.1.4 B《游離甲醛含量測(cè)試方法》測(cè)定。

耐久性及平整度：按JIS L 0217：1995 103測(cè)定。

白度：采用電腦測(cè)色配色儀在D65光源下測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 易去污整理劑的篩選

選用純棉面料A 作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，由表2 可以看出，采用兩種易去污性能測(cè)試方法測(cè)試，不同易去污助劑的易去污性能均在3 級(jí)或以上；JIS L 1919 C-2法測(cè)得的易去污性能等級(jí)比AATCC 130—2000 法低0.5 級(jí)左右，這說明JIS L 1919 C-2 法中的污染物比AATCC 130—2000 中的污染物更加難以洗除。綜合易去污效果以及成本方面考慮，易去污整理劑選擇SRF-6000。

表2 易去污助劑對(duì)織物易去污性能的影響

2.2 面料規(guī)格的選擇

由表3 可知，相同組織花型、不同材質(zhì)的3 種面料易去污性能從大到小排序?yàn)槊媪螦、面料B、面料C；純棉面料A、D 的易去污性能可達(dá)4 級(jí)；面料B、C中滌綸質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高易去污效果越差，尤其是面料C，在洗滌15 次后易去污性能只有2～3 級(jí)。含氟易去污整理劑的親水性鏈段協(xié)同純棉織物上的親水基團(tuán)在水溶液中使織物的界面能降至最低，污垢很容易脫離棉織物［5］；而滌棉織物由于滌綸自身的親油疏水特性，導(dǎo)致其沾染污垢后比純棉織物更難去除［6］。后續(xù)實(shí)驗(yàn)及生產(chǎn)實(shí)踐均以純棉面料作為整理對(duì)象。

表3 面料規(guī)格對(duì)織物易去污性能的影響

2.3 加工方式的影響

色織面料的整理工藝流程：退漿→絲光（液氨）→拉幅→焙烘→預(yù)縮。易去污整理在拉幅、焙烘工序后進(jìn)行，而絲光和液氨工序是影響織物易去污性能的潛在因素。由表4 可以看出，液氨+易去污整理面料的易去污性能比絲光+易去污整理面料高0.5 級(jí)左右，可見液氨整理在一定程度上有利于改善面料的易去污性能。

表4 整理方式對(duì)面料易去污性能的影響

2.4 易去污整理工藝優(yōu)化

2.4.1 易去污助劑用量

由表5 可以看出，面料的易去污性能隨著助劑用量的增加逐漸提高，當(dāng)用量為60 g/L 時(shí)，AATCC 130—2000 和JIS L 1919 C-2 兩種方法測(cè)得的面料易去污性能均達(dá)到最好。由圖1 可知，面料白度隨著易去污助劑用量的增加在較小區(qū)間內(nèi)波動(dòng)。綜上所述，易去污助劑用量選擇60 g/L。

表5 易去污助劑用量對(duì)面料易去污性能的影響

圖1 易去污助劑用量對(duì)面料白度的影響

2.4.2 交聯(lián)劑

由表5 可知，在易去污整理配方中加入一定量的交聯(lián)劑后，可在一定程度上提高織物易去污性能的耐水洗性能，洗滌15 次后，面料的易去污性能比未加交聯(lián)劑提高了0.5級(jí)。

2.4.3 焙烘溫度

由表6 可知，145～155 ℃時(shí)，隨著焙烘溫度的升高，面料的易去污性能逐漸提高；焙烘溫度過高時(shí)，面料的易去污性能反而降低。這是由于適度的交聯(lián)有助于親水基與疏水基間的取向排列，焙烘溫度過高時(shí)會(huì)起限制作用［7］。由圖2 可知，面料白度隨著焙烘溫度的升高而逐漸下降［8］。綜上所述，焙烘溫度選擇155 ℃較為合適。

表6 焙烘溫度對(duì)面料易去污性能的影響

圖2 焙烘溫度對(duì)面料白度的影響

2.4.4 輔助助劑

在易去污整理過程中需要加入眾多輔助助劑來保證面料品質(zhì)（強(qiáng)力、游離甲醛量、耐氯漂色牢度等）合格，選用輔助助劑要以不影響面料易去污性能為基礎(chǔ)。由表7 可知，各類輔助助劑對(duì)面料的易去污性能無(wú)顯著影響。

表7 輔助助劑對(duì)易去污性能的影響

2.5 生產(chǎn)實(shí)踐

原料為純棉40×40、130×80 色織坯布，經(jīng)過不同工序（退漿→絲光→液氨→拉幅→焙烘→預(yù)縮）整理后得到成品面料。整理液配方為：SRF-6000 60 g/L，CR-E 60 g/L，LRMC 15 g/L，CFF 10 g/L，SF-P 20 g/L，RA-202 10 g/L。拉幅、焙烘工藝為：浸軋整理液（一浸一軋，軋余率65%）→預(yù)烘（110 ℃，100 s）→焙烘（155 ℃，3 min）。成品面料的最終性能指標(biāo)如表8 所示。目前，該易去污面料已實(shí)現(xiàn)大生產(chǎn)并成功交付10 000 m 大貨訂單。

表8 易去污成品面料的性能指標(biāo)

3 結(jié)論

（1）用JIS L 1919 C-2 標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)試，純棉面料的易去污性能相對(duì)最好，比滌棉面料的易去污性能高0.5～1.0級(jí)。

（2）經(jīng)液氨整理后再進(jìn)行易去污整理比經(jīng)絲光整理后再進(jìn)行易去污整理更有利于提高面料的易去污性能。

（3）在易去污整理配方中加入一定量樹脂交聯(lián)劑可以提高面料易去污性能的耐水洗性，洗滌15 次后，面料的易去污性能比未加交聯(lián)劑提高了0.5級(jí)。

（4）易去污整理的優(yōu)化工藝：SRF-6000 60 g/L，CR-E 60 g/L，LRMC 15 g/L，CFF 10 g/L，SF-P 20 g/L，RA-202 10 g/L。