滌綸紗線的拒水整理工藝

何滿堂

江西服裝學(xué)院 紡織教研室(中國)

紡織品的功能化已成為紡織行業(yè)發(fā)展的重要趨勢(shì)之一。紡織品拒水整理將織物的高能表面轉(zhuǎn)變?yōu)樗蛛y以潤濕的低能表面，從而賦予織物干爽和清潔的功能[1]。拒水性因能使織物具有優(yōu)異的抗污漬能力而成為功能紡織品性能的重要組成部分[2-3]。美國杜邦公司早在20世紀(jì)50年代就嘗試采用氟聚合物對(duì)織物進(jìn)行拒水、拒油整理[4]。很多研究報(bào)道指出，織物功能整理的耐久性與整理劑用量、焙烘溫度和焙烘時(shí)間等因素有關(guān)，但對(duì)于氟聚合物而言，整理后織物的表面性能實(shí)質(zhì)上取決于表面聚合物防護(hù)膜的結(jié)構(gòu)[5-6]。目前，拒水劑主要用于對(duì)織物表面的處理，對(duì)紗線表面進(jìn)行拒水整理的研究較少。

本文通過在Y606S型單紗漿紗機(jī)的漿槽中加入C6拒水整理劑對(duì)滌綸紗線進(jìn)行整理，探究了這一拒水整理工藝中拒水劑質(zhì)量濃度、烘箱溫度和漿槽溫度工藝參數(shù)的變化對(duì)織物拒水性能的影響，以尋求優(yōu)化的工藝參數(shù)設(shè)置方案。

1 試驗(yàn)部分

1.1 材料與儀器

選用線密度為18 tex的滌綸紗線(福建宇邦紡織科技有限公司)和C6拒水劑(廣州誠納化工有限公司)。試驗(yàn)儀器主要包括Y606S型單紗漿紗機(jī)(南通三思機(jī)電科技有限公司)、DHG-9075A型電熱鼓風(fēng)干燥箱(上海一恒科學(xué)儀器有限公司)、SL200B型接觸角測(cè)試儀(深圳瓦力儀器設(shè)備有限公司)、Senco S-212型磁力攪拌器(上海申順生物科技有限公司)和HZT-A500型電子天平(福州華志科學(xué)儀器有限公司)。

1.2 拒水整理工藝

采用Y606S型單紗漿紗機(jī)對(duì)滌綸紗線進(jìn)行拒水整理的工藝流程如圖1所示。首先，將滌綸紗線浸入裝有C6拒水劑的漿槽，經(jīng)壓輥擠壓后輸送到烘箱中初步烘干。初次干燥的滌綸紗線表面含有防水層，經(jīng)110 ℃預(yù)烘1 min后，在160 ℃的烘焙環(huán)境中再次靜置1 min。最后通過測(cè)試靜態(tài)接觸角評(píng)定滌綸試樣的拒水性能。

圖1 滌綸紗線拒水功能整理工藝流程圖

本試驗(yàn)對(duì)拒水劑的質(zhì)量濃度、漿槽溫度和烘箱溫度這3個(gè)變量進(jìn)行了設(shè)置和組合，如表1所示，然后依次對(duì)各組滌綸紗線進(jìn)行拒水整理。

表1 試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置和拒水性能測(cè)試結(jié)果

1.3 測(cè)試方法

1.3.1 接觸角測(cè)試

根據(jù)GB/T 30447—2013《納米薄膜接觸角測(cè)量方法》，將經(jīng)過拒水整理的滌綸紗線試樣均勻地纏繞在載玻片上，置于靜態(tài)接觸角測(cè)量儀的試驗(yàn)臺(tái)上。在試樣表面滴一滴4 μL的水滴，接觸角測(cè)量儀可記錄水滴在織物表面的懸滴和座滴形態(tài)，座滴的形成時(shí)間>60 s，找出60 s附近記錄的5張照片，用球形計(jì)算法計(jì)算水滴在試樣表面的靜態(tài)接觸角，分別記為θ1、θ2、θ3、θ4和θ5，取上述接觸角測(cè)試值的平均值θ[θ=(θ1+θ2+θ3+θ4+θ5)/5]為該試樣的靜態(tài)接觸角測(cè)試結(jié)果。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

不同拒水整理工藝參數(shù)條件下，各組滌綸紗線的靜態(tài)接觸角測(cè)試結(jié)果如表1所示。

2.1 不同質(zhì)量濃度拒水劑對(duì)滌綸紗線拒水性的影響

表1中第1～4組試驗(yàn)探討了相同漿槽溫度和烘箱溫度條件下，不同質(zhì)量濃度拒水劑對(duì)紗線拒水性能的影響，試驗(yàn)結(jié)果分析如圖2所示。由圖2可知，未經(jīng)處理的滌綸紗線本身不具備拒水性能，經(jīng)拒水劑整理后，試樣的拒水性能有了很大的提升，說明拒水劑的使用是滌綸紗線產(chǎn)生拒水效果的主要因素。當(dāng)拒水劑的質(zhì)量濃度為4 g/L時(shí)，靜態(tài)接觸角最大，為143°，試樣的拒水性能最優(yōu)。

圖2 拒水劑質(zhì)量濃度對(duì)滌綸紗線拒水性能的影響

2.2 不同漿槽溫度對(duì)滌綸紗線拒水性的影響

表1中第3和第5～7組試驗(yàn)探討了相同質(zhì)量濃度拒水劑和烘箱溫度下，不同漿槽溫度對(duì)滌綸紗線拒水性能的影響，試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。由圖3可知，當(dāng)漿槽溫度低于40 ℃時(shí)，滌綸紗線試樣的拒水性能隨漿槽溫度的增加而不斷提高；當(dāng)漿槽溫度高于40 ℃時(shí)，可能因溫度對(duì)拒水劑溶液活性的影響，滌綸紗線試樣的拒水性能隨漿槽溫度的增加開始下降。漿槽溫度為40 ℃時(shí)，試樣的靜態(tài)接觸角最大，滌綸紗線的拒水性能最優(yōu)。

圖3 漿槽溫度對(duì)滌綸紗線拒水性能的影響

2.3 不同烘箱溫度對(duì)滌綸紗線拒水效果的影響

表1中第3、 8和9組試驗(yàn)探討了相同質(zhì)量濃度拒水劑和漿槽溫度條件下，不同烘箱溫度對(duì)滌綸紗線拒水性能的影響，試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。

圖4 烘箱溫度對(duì)滌綸紗線拒水性能的影響

由圖4可知，隨著烘箱溫度的增加，滌綸紗線的拒水性能不斷提升。但當(dāng)烘箱溫度超過70 ℃后，漿紗機(jī)上的紗線會(huì)出現(xiàn)斷紗的情況。因此，70 ℃是漿紗機(jī)處理滌綸紗線的優(yōu)化烘箱溫度。

3 結(jié)論

本文探究了在Y606S型單紗漿紗機(jī)上對(duì)滌綸紗線進(jìn)行拒水整理的方法和工藝參數(shù)。相對(duì)于直接對(duì)織物進(jìn)行拒水整理，該方法具有一定的優(yōu)勢(shì)，可滿足后續(xù)織造過程中的需求。試驗(yàn)討論并分析了拒水整理工藝參數(shù)對(duì)滌綸紗線拒水性能的影響。由試驗(yàn)結(jié)果可知，當(dāng)拒水劑的質(zhì)量濃度為4 g/L、漿槽溫度為40 ℃、烘箱溫度為70 ℃時(shí)，滌綸紗線試樣可達(dá)到較優(yōu)的拒水性能。