全棉緞紋面料樹(shù)脂整理工藝優(yōu)化及掉絨問(wèn)題的解決

王光東，胡青青

（1.遼寧華福實(shí)業(yè)股份有限公司，遼寧營(yíng)口 115004；2.江蘇金太陽(yáng)紡織科技股份有限公司，江蘇南通 226314）

隨著生活水平的日益提高，人們對(duì)床品的質(zhì)量要求也越來(lái)越高，不僅要看起來(lái)美觀，還要用起來(lái)舒適、健康。純棉織物因?yàn)榫哂袃?yōu)良的親膚性、舒適性、吸濕性等，一直是家紡市場(chǎng)的主流面料。由于本實(shí)驗(yàn)采用的純棉普梳環(huán)錠紡面料通過(guò)常規(guī)柔軟方式處理，抗起毛起球性能只能達(dá)到2 級(jí)，而面料成品要求抗起毛起球性能3 級(jí)、斷裂強(qiáng)力220 N 以上。針對(duì)這些指標(biāo)對(duì)其進(jìn)行樹(shù)脂整理，使抗起毛起球性能達(dá)到要求。但由于紗線采用普梳工藝，刺出面料的短纖較多，經(jīng)樹(shù)脂整理后，雖然解決了抗起毛起球問(wèn)題，但易損傷斷裂強(qiáng)力，并伴隨著掉絨、刺癢感等問(wèn)題，使產(chǎn)品存在使用缺陷。針對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行分析，并摸索出一個(gè)平衡工藝，使成品面料在各方面達(dá)到要求［1］。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 面料規(guī)格

面料采用純棉普梳環(huán)錠紡105s/40s×40s/133×76緞紋，具體規(guī)格見(jiàn)表1。

表1 面料原坯的規(guī)格

1.2 材料及設(shè)備

亨斯邁系列染料，柔軟劑TS-9690-7、平滑劑GTS-HP（煙臺(tái)源明化工有限公司），YG（B）401E 型馬丁代爾耐磨儀，YGB 033B 強(qiáng)力機(jī)。

1.3 面料處理流程

燒軋→煮漂→定形拉幅→直輥絲光→印前拉幅→印花→蒸化→平洗→調(diào)節(jié)布面pH→軋樹(shù)脂液→烘干→焙烘→軋光。

1.3.1 燒軋工序

此面料短纖較多，燒軋工序使用4 道火口燒毛（兩正兩反），提高燒毛下機(jī)織物表面質(zhì)量，燒毛等級(jí)達(dá)4 級(jí)。但坯布也不能過(guò)燒，否則容易造成坯布上淀粉漿糊化，從而影響退漿效果。

1.3.2 絲前拉幅

由于使用直輥絲光機(jī)，為了保證絲光下機(jī)幅寬，滿足后續(xù)縮水指標(biāo)要求，在絲光前對(duì)織物在定形機(jī)上進(jìn)行絲前拉幅。拉幅時(shí)過(guò)水拉幅，半制品下機(jī)幅寬約為267 cm，從而保證在后續(xù)絲光中門(mén)幅不至于收縮得過(guò)窄。

1.3.3 絲光

采用直輥絲光機(jī)，濃堿區(qū)堿質(zhì)量濃度為230 g/L，絲光浸堿時(shí)間為50 s；淡堿區(qū)堿質(zhì)量濃度為55 g/L，絲光時(shí)間為35 s。

1.3.4 印花

印花花型為大面積深紅顏色花型，耗漿面積為216 m2/100 m。

印花配方：亨斯邁P-GR 金黃13 g/L，亨斯邁PBN 紅25 g/L，亨斯邁P-6B 紅5 g/L。

1.3.5 蒸化、洗水

蒸化、洗水后下機(jī)色牢度指標(biāo)見(jiàn)表2。

表2 印花半制品指標(biāo)

由表2 可以看出，印花半制品面料下機(jī)的各項(xiàng)色牢度合格。由于面料經(jīng)緯紗都是40 支，而經(jīng)紗為133根/inch（52 根/cm），緯紗為76 根/inch（30 根/cm），經(jīng)紗斷裂強(qiáng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于緯紗，即保證了緯紗斷裂強(qiáng)力。經(jīng)紗斷裂強(qiáng)力必然合格，因此不對(duì)經(jīng)紗做過(guò)多的測(cè)試。

1.3.6 定形軋酸調(diào)節(jié)布面pH

由于樹(shù)脂在酸性條件下具有良好的交聯(lián)效果，對(duì)洗水后的面料調(diào)節(jié)布面pH 至5.5～6.5。樹(shù)脂的交聯(lián)反應(yīng)以酸作為催化劑，如果布面pH 過(guò)高，會(huì)中和部分作為催化劑的酸，導(dǎo)致反應(yīng)不完全，不僅有損免燙效果，而且無(wú)法將織物上的殘留甲醛量控制在較低水平［2］。

1.3.7 樹(shù)脂整理

使用干態(tài)交聯(lián)工藝［3］，即通常所稱的軋-烘-焙工藝。織物先浸軋樹(shù)脂（或交聯(lián)劑）初縮體，然后進(jìn)行烘干，再焙烘。這一工藝的特征是樹(shù)脂交聯(lián)時(shí)織物呈干態(tài)，纖維素纖維在非膨化狀態(tài)下交聯(lián)，能獲得優(yōu)良的干態(tài)回彈能性和形狀尺寸穩(wěn)定性［4］。

工藝配方：滲透劑2 g/L，交聯(lián)樹(shù)脂7636 35 g/L，TS-9690-7 15 g/L，平滑劑GTS-HP 30 g/L。

1.3.8 烘干

烘干（100 ℃，40 s），布面落布9 成干即可，布面無(wú)需過(guò)干，防止交聯(lián)。

1.3.9 焙烘

定形（170 ℃，35 s），嚴(yán)格控制定形時(shí)間，以防止強(qiáng)力損傷。

1.4 測(cè)試

面料原坯的各項(xiàng)指標(biāo)見(jiàn)表3。

表3 面料原坯的各項(xiàng)指標(biāo)

2 結(jié)果與討論

按1.3 工藝執(zhí)行，成品面料抗起毛起球性能可達(dá)3 級(jí)，斷裂強(qiáng)力可達(dá)220 N 以上。經(jīng)過(guò)樹(shù)脂整理的纖維素纖維織物雖然具有較高的彈性，但由于纖維彈性模量和剛性的增加，使之比未處理纖維更加不易變形。面料在外力作用下容易應(yīng)力集中以及酸性脆損，從而使整理品的斷裂強(qiáng)力、耐磨性、撕破強(qiáng)力等物理機(jī)械性能下降。下降程度因反應(yīng)條件的不同而有所不同，在控制過(guò)程中需要特殊注意，以避免強(qiáng)力損失嚴(yán)重。

2.1 過(guò)程控制注意點(diǎn)

2.1.1 布面pH 的控制

本實(shí)驗(yàn)所使用的樹(shù)脂自帶催化劑，且在布面呈酸性的條件下，催化能力大幅提高，促進(jìn)了交聯(lián)反應(yīng)。要注意控制布面pH，pH 過(guò)高（呈堿性），催化活性小或無(wú)催化活性，交聯(lián)反應(yīng)降低或無(wú)交聯(lián)反應(yīng)，面料上的甲醛釋放量隨之增多；反之pH 過(guò)低（酸性增大），催化效率過(guò)高，纖維的斷裂強(qiáng)力損傷過(guò)大，導(dǎo)致強(qiáng)力損失嚴(yán)重。根據(jù)質(zhì)子催化理論［5］，pH 越低，質(zhì)子濃度越大，其催化作用越強(qiáng)，樹(shù)脂與纖維分子反應(yīng)形成共價(jià)鍵越多，未反應(yīng)的殘余樹(shù)脂量則越少，織物甲醛釋放量越低；隨著pH 的升高，樹(shù)脂與織物的交聯(lián)度逐漸降低，當(dāng)pH 大于6.5 時(shí)，樹(shù)脂與織物交聯(lián)不充分。因此，pH 要適中，建議控制在5.5～6.5。

2.1.2 滲透劑

滲透劑的作用是幫助樹(shù)脂整理劑較好地滲透到纖維內(nèi)部，提高樹(shù)脂在纖維內(nèi)部分散的均勻性，以減少表面樹(shù)脂和局部交聯(lián)現(xiàn)象，改善織物手感和彈性。滲透劑宜選用非離子型表面活性劑，以避免生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)工作液起沫，引起沾污。

2.1.3 柔軟劑

由于聚硅氧烷類柔軟劑主鏈?zhǔn)秩犴?，可以降低纖維間的動(dòng)靜摩擦系數(shù)，紗線內(nèi)的短纖維更容易滑動(dòng)，受到外力時(shí)易造成纖維絨毛刺出，而表面活性劑類柔軟劑可降低面料的表面張力，使纖維變得容易擴(kuò)張，手感蓬松、豐滿，相對(duì)手感滑度不如聚硅氧烷類柔軟劑，因此在選擇柔軟劑時(shí)最好兩種柔軟劑復(fù)配，并根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況找到最佳配比，在保證手感的同時(shí)減小受到外力時(shí)纖維絨毛的刺出，從而減輕起毛起球。

同時(shí)，由于纖維在高溫、酸性條件下容易發(fā)生酸性水解反應(yīng)，造成面料強(qiáng)損嚴(yán)重。聚乙烯乳液具有潤(rùn)滑柔順作用，可附著在纖維表面形成膜，增加纖維的柔順性，減少撕破時(shí)的應(yīng)力集中，有助于提升撕破強(qiáng)力和面料的耐磨性，但是對(duì)斷裂強(qiáng)力的提升不大。聚乙烯乳液用量增加會(huì)在一定程度上影響免燙效果，游離甲醛量有所上升［6-7］。

2.1.4 預(yù)烘

織物經(jīng)浸軋后，大部分樹(shù)脂存在于纖維和紗線之間的毛細(xì)管中，通過(guò)烘干，表面水分蒸發(fā)形成溶液濃度梯度，使初縮體擴(kuò)散至纖維內(nèi)部。由于樹(shù)脂初縮體對(duì)纖維親和力較小，易隨水分移向受熱面，即產(chǎn)生泳移現(xiàn)象而積聚，此時(shí)也可能發(fā)生部分樹(shù)脂過(guò)早縮聚，從而使較多整理劑停留在織物表面或紗線和纖維的間隙內(nèi)，形成表面樹(shù)脂。所以，不均勻的烘干使樹(shù)脂初縮體分子向織物表面泳移的速率大于向纖維內(nèi)部的擴(kuò)散速率，易形成表面樹(shù)脂，影響織物的手感和強(qiáng)度。

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)布鋏拉幅機(jī)，利用熱風(fēng)烘干法，在100 ℃的緩和條件下進(jìn)行烘干，以保證最大限度地均勻烘干。

2.1.5 焙烘

焙烘是在催化劑的作用下，利用較高溫度使樹(shù)脂初縮體與纖維素纖維交聯(lián)或者自身縮聚的過(guò)程，這是影響整理品質(zhì)的關(guān)鍵過(guò)程。焙烘溫度和時(shí)間決定樹(shù)脂的反應(yīng)性、催化劑類型及用量。在催化劑類型和用量一定的條件下，樹(shù)脂的反應(yīng)性越高，所需焙烘溫度越低；在一定的反應(yīng)條件下，升高焙烘溫度可縮短焙烘時(shí)間。由于本實(shí)驗(yàn)所用坯布的特殊性，極易造成斷裂強(qiáng)力損失過(guò)大，因此焙烘溫度與時(shí)間的選擇是關(guān)鍵。

由表4 可以看出，有5 個(gè)條件在抗起毛起球性能與斷裂強(qiáng)力上均合格，但其中3 個(gè)條件存在危險(xiǎn)，即存在生產(chǎn)不合格波動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)，因此只剩2 個(gè)條件進(jìn)行選擇，即180 ℃焙烘30 s 與170 ℃焙烘35 s。在實(shí)際生產(chǎn)中，在180 ℃焙烘30 s 時(shí)有掉紅絨現(xiàn)象，與皮膚接觸有刺癢感，而在170 ℃焙烘35 s 時(shí)掉絨很輕微，無(wú)刺癢感。當(dāng)采用較低溫度160 ℃進(jìn)行焙烘時(shí)，面料的斷裂強(qiáng)力均合格，但是抗起毛起球性能不合格，這可能是因?yàn)闃?shù)脂在此溫度下沒(méi)有被活化，反應(yīng)性較低，未能在纖維或紗線之間形成交聯(lián)，即使延長(zhǎng)焙烘時(shí)間也并不能提升抗起毛起球性能。當(dāng)溫度升高至170 ℃時(shí)，面料的抗起毛起球性能和斷裂強(qiáng)力均合格，但是有2 種情況的抗起毛起球性能和斷裂強(qiáng)力比較危險(xiǎn)。因?yàn)樵?70 ℃采用較短的焙烘時(shí)間，樹(shù)脂沒(méi)能完成充分交聯(lián)，面料的抗起毛起球性能有可能不合格；若采用較長(zhǎng)的焙烘時(shí)間，樹(shù)脂充分交聯(lián)后，酸解也變得嚴(yán)重，所以有造成斷裂強(qiáng)力不合格的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)繼續(xù)升溫至180 ℃時(shí)，樹(shù)脂活性較大，交聯(lián)的速度也隨之提升，但隨著焙烘時(shí)間的延長(zhǎng)，斷裂強(qiáng)力卻明顯下降。因?yàn)槔w維素纖維在高溫、酸性條件下發(fā)生了酸解，纖維素大分子的1，4-苷鍵對(duì)酸的穩(wěn)定性較低，在一定的氫離子濃度、溫度和時(shí)間條件下會(huì)發(fā)生酸解，使相鄰2 個(gè)葡萄糖單體間的碳原子和氧原子所形成的1，4-苷鍵斷裂（反應(yīng)過(guò)程如下）。在此過(guò)程中，H+起到催化作用，即H+濃度并不因反應(yīng)程度的加深而 降低。

表4 焙烘條件對(duì)抗起毛起球性能及斷裂強(qiáng)力的影響

另外，在實(shí)際生產(chǎn)中會(huì)用到較多的醋酸或檸檬酸，經(jīng)過(guò)小試發(fā)現(xiàn)，采用檸檬酸與免燙助劑一起加入柔軟劑工作液中，在測(cè)試面料的抗起毛起球性能時(shí)，在底盤(pán)磨料的周?chē)鷷?huì)因?yàn)槟Σ炼袈浜芏嘈〗q毛，而加入醋酸的工作液則相對(duì)少一些。

2.2 面料掉絨與刺癢感分析

當(dāng)面料經(jīng)180 ℃焙烘30 s 后，布面出現(xiàn)掉紅絨現(xiàn)象。使用白布在布面按一個(gè)方向摩擦布面10 次，觀察到白布折疊處會(huì)沾到較多紅絨，且面料接觸皮膚會(huì)有刺癢感。這是由于面料為普梳環(huán)錠紡，紗線使用短纖較多，面料表面支出的絨毛也多。經(jīng)樹(shù)脂整理后，面料表面支出的絨毛經(jīng)樹(shù)脂浸透并包裹，形成樹(shù)脂包棉絨毛的結(jié)構(gòu)。而面料支出的絨毛被樹(shù)脂全部包裹，樹(shù)脂沉積量較面料其他部分多，在高溫焙烘條件下，絨毛處剛性大幅增加，經(jīng)外力作用后，絨毛處發(fā)生脆斷，形成掉絨現(xiàn)象。由于絨毛剛性較大，接觸皮膚時(shí)就會(huì)使人產(chǎn)生刺癢感。但面料剛性的增加使其表面支出的絨毛脆斷，不能互相糾纏，因此抗起毛起球性能得到提升。同時(shí)，由于酸解脆損作用，在測(cè)試抗起毛起球性能時(shí)，在機(jī)械摩擦作用下，纖維更容易被磨斷而無(wú)法相互糾纏，這也對(duì)提升面料的抗起毛起球性能有幫助。而棉纖維經(jīng)樹(shù)脂整理后，無(wú)定形區(qū)分子鏈間的部分氫鍵被破壞，更由于樹(shù)脂在纖維中發(fā)生沉淀現(xiàn)象，使本來(lái)結(jié)晶度很高、柔曲性較差的棉纖維變得僵硬，嚴(yán)重地限制了分子鏈的自由活動(dòng)特性，增加了紗線的摩擦阻力、剛性，自由活動(dòng)能力減弱，因此斷裂強(qiáng)力相應(yīng)下降。

一方面，隨著焙烘溫度的降低，焙烘時(shí)間略有縮短，可改善絨毛脫落現(xiàn)象，但整理后的纖維剛性下降；另一方面，要兼顧抗起毛起球性能指標(biāo)，溫度過(guò)低、時(shí)間太短會(huì)造成樹(shù)脂交聯(lián)不充分，影響抗起毛起球性能。經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，最終確定在樹(shù)脂用量為35 g/L、焙烘溫度為170 ℃、焙烘時(shí)間為35 s 時(shí)，整理面料既可保證抗起毛起球性能達(dá)到3 級(jí)，斷裂強(qiáng)力在220 N以上，又能使絨毛掉落情況較輕微；同時(shí)由于纖維剛性下降，支出的絨毛接觸皮膚后，無(wú)刺癢感。

3 結(jié)論

（1）根據(jù)面料的實(shí)際情況找到合適的柔軟劑、樹(shù)脂用量、焙烘溫度、焙烘時(shí)間，使面料的各方面指標(biāo)得到兼顧。

（2）在掉絨及接觸刺癢感方面，選擇適當(dāng)?shù)谋汉鏈囟扰c焙烘時(shí)間，降低支出絨毛的剛性，既可減少掉絨情況，又不會(huì)產(chǎn)生刺癢感。

（3）印花半制品的布面pH 對(duì)免燙效果的影響較大，建議控制在5.5～6.5。

（4）燒毛、絲光、定形、烘干工序要進(jìn)行優(yōu)化。對(duì)于特殊要求且難控制的面料，在工藝上要精細(xì)，以保證結(jié)果的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性。