戶外運(yùn)動(dòng)錦綸面料的超潑水防風(fēng)抗紫外整理
盛虹集團(tuán)張建國(guó)錢琴芳吳中華陳婷
錦綸纖維具有優(yōu)異的強(qiáng)力、耐磨性能，回潮率為4.5%～7%，織物手感柔軟，質(zhì)感輕盈，穿著舒適，具有良好的服用性能，在合成纖維中占有重要的地位。近年來(lái)，隨著超細(xì)纖維的發(fā)展，大大提高了錦綸以及錦綸混紡面料的輕便、舒適等附加值，尤其適宜于制作戶外運(yùn)動(dòng)面料，如登山服、泳衣等。
高密錦綸纖維織物采用冷軋堆前處理；185℃預(yù)定形時(shí)，添加20g/L抗黃變劑RUCOGEN NOX;采用酸性染料染色，加入抗紫外整理劑CEL;防水防油后整理時(shí)，添加適量交聯(lián)劑CA-A-01，以提高其耐久性；并進(jìn)行一定壓力的軋光處理，以提高其抗鉆絨性。通過(guò)分析工藝的各因素，提出了相關(guān)的注意事項(xiàng)。經(jīng)該工藝生產(chǎn)的高密錦綸纖維織物，手感柔軟，光澤柔和，具有超強(qiáng)潑水耐洗性、抗紫外和抗鉆絨等功能，提升了產(chǎn)品的附加值。
前言
錦綸纖維具有優(yōu)異的強(qiáng)力、耐磨性能，回潮率為4.5%～7%，織物手感柔軟，質(zhì)感輕盈，穿著舒適，具有良好的服用性能，在合成纖維中占有重要的地位。近年來(lái)，隨著超細(xì)纖維的發(fā)展，大大提高了錦綸以及錦綸混紡面料的輕便、舒適等附加值，尤其適宜于制作戶外運(yùn)動(dòng)面料，如登山服、泳衣等。
在錦綸織物上施加防水、防油和防污整理劑，改變織物的表面性質(zhì)（降低織物表面張力），從而獲得抗沾污和易去污等效果；通過(guò)軋光后處理，進(jìn)一步提高面料的抗鉆絨性，以更好地應(yīng)用于羽絨服面料。
本文就戶外運(yùn)動(dòng)面料的功能整理，如超強(qiáng)潑水、抗紫外和防風(fēng)等產(chǎn)品的開發(fā)，作簡(jiǎn)單介紹。
1.工藝流程和測(cè)試方法
1.1織物
織物：全消光FDY 22.2 dtex/24 f錦綸長(zhǎng)絲（上漿）×全消光FDY 22.2 dtex/24 f錦綸長(zhǎng)絲770根/lOcm×740根/10cm，162cm，55g/m2（采用平紋組織在津田駒系列噴水織機(jī)上織造）。
1.2工藝流程
退卷、縫頭→退漿前處理（冷堆，平幅退漿水洗）→預(yù)定形→染色（抗紫外整理，超防水納米材料預(yù)處理）→固色→脫水→開幅→后整理（烘干，防水拉幅定形）→軋光一檢驗(yàn)、碼布、包裝。
1.3測(cè)試方法
(1)拒水性根據(jù)AATCC 22-2005《紡織品拒水性測(cè)試噴淋法》，采用YH286型織物沾水度儀測(cè)定；
(2)拒油性根據(jù)AATCC 11.8-1997《拒油性：耐烴類化合物試驗(yàn)》，測(cè)定織物的拒油性；
(3)斷裂強(qiáng)力按GB/T 3923.1-1997《紡織品織物拉伸性能第1部分?jǐn)嗔褟?qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)定》方法測(cè)定；
(4)撕破強(qiáng)力按GB/T3917.2-2009《紡織品織物撕破性能第2部分：褲型試樣（單縫撕破強(qiáng)力的測(cè)定》方法測(cè)定；
(5)接縫滑移按GB/T13772.2-2008《紡織品機(jī)織物接縫處紗線抗滑移的測(cè)定第2部分定負(fù)荷法》測(cè)定；
(6)耐洗性按AATCC 135-2010《織物家庭洗滌尺寸變化》測(cè)定；
(7)透氣性按GB/T5453-1997《紡織品織物透氣性的測(cè)試》，在每塊試樣不同部位測(cè)10次，取平均值；
(8)摩擦牢度按照GB/T3920-1997紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)湍Σ辽味取?，用Y507L型摩擦牢度儀測(cè)定固色前后的摩擦牢度；
(9)防紫外線性能按GB/T18830《紡織品防紫外線性能的評(píng)定》測(cè)定；
(10)耐水洗色牢度按IS0105/C06: 2010《紡織品色牢度試驗(yàn)第C06部分：耐家庭和商業(yè)洗滌色牢度．A2S》測(cè)定；
(11)耐汗?jié)n色牢度按IS0105/E04: 2008《紡織品色牢度試驗(yàn)第E04部分：耐汗?jié)n色牢度》測(cè)定：
(12)防鉆絨按GB/T12705.1-2009《紡織品織物防鉆絨性試驗(yàn)方法第1部分：摩擦法》測(cè)定。
2 .染整工藝探討
2.1退漿前處理
2.1.1冷堆
我廠采用冷堆工藝+高效平幅退漿水洗進(jìn)行前處理。
工藝處方/(g.L-1)：
液堿100
去油劑TF-115C5
四合一精練劑TF-1705
帶液率/％30
溫度/℃24
時(shí)間/h36
2.1.2高效水洗
一般錦綸織物織造漿料中含有硅油潤(rùn)滑劑，需進(jìn)行去油前處理。如果坯布不除油，高溫定形時(shí)硅油會(huì)發(fā)生交聯(lián)，吸附在錦綸絲上，染色時(shí)會(huì)嚴(yán)重阻礙酸性染料上染，從而導(dǎo)致染花。
在平幅退漿機(jī)的前處理槽中加入退漿、乳化、防止?jié){料（油、蠟劑）反沾等功能的助劑，并借助水洗槽的高頻率超聲波振蕩功能，對(duì)完成冷堆的坯布進(jìn)行水洗處理，洗除冷堆過(guò)程中織物上已降解、皂化、乳化和堿水解的漿料、油劑和雜質(zhì)，加速氧化產(chǎn)物的化學(xué)降解及堿的水解，為后續(xù)染色做準(zhǔn)備。
處理工藝/（g.L-1）：
氧化退漿劑TF-127K5
螯合分散劑TF-188A2
除油劑TF-1262
液堿20
溫度/℃98
車速/(m．mm-1)80
2.2預(yù)定形
錦綸纖維具有較高的結(jié)晶度，通過(guò)預(yù)定形，可以使結(jié)晶區(qū)和非結(jié)晶區(qū)的排列變得有序，降低或消除錦綸纖維在紡絲牽伸，以及織造加工中產(chǎn)生的應(yīng)力不勻，有效提高染色均勻度。預(yù)定形還可以提高織物表面的平整度和抗皺能力，減少織物在染色中因運(yùn)行產(chǎn)生的皺印及織物回縮皺，同時(shí)增加織物在后續(xù)加工中的尺寸穩(wěn)定性。然而，錦綸織物在高溫條件下，會(huì)損傷彈力，末端氨基極容易被氧化（酸性染料發(fā)色基團(tuán)），破壞錦綸的染色性能。因此，在預(yù)定形時(shí)，采用20g/L抗黃變劑RUCOGEN NOX，對(duì)白色錦綸織物進(jìn)行浸軋整理。
表l RUCOGENNOX抗高溫黃變效果
|
結(jié)果
|
未定形
|
使用抗黃變劑
190℃定形60s |
未使用抗黃變劑
190℃定形60s |
|
白度 |
82.03 |
79.3 |
40.23 |
在預(yù)定形時(shí)，采用20g/L抗黃變劑RUCOGEN NOX對(duì)錦綸織物進(jìn)行浸軋整理，不同的預(yù)定形溫度對(duì)上色率和撕破強(qiáng)力有影響。
抗黃變整理劑RUCOGEN NOX是一種高分子化合物，分子鏈上含有各種不同類型的抗氧化活性基團(tuán)，其在高溫條件下分解生成的活性基，能夠捕捉錦綸織物在高溫條件下降解生成的自由基，切斷自由基鏈反應(yīng)，從而防止共軛有色化合物的生成，減少錦綸織物在高溫條件下的黃變。
從表1可以看出，未經(jīng)過(guò)抗黃變整理直接高溫定形，布面白度大幅降低；而使用高溫抗黃變劑RUCOGEN NOX，布面泛黃現(xiàn)象明顯減輕，這說(shuō)明抗黃變劑對(duì)纖維有較好的保護(hù)作用。
確定預(yù)定形處理工藝如下：
抗黃變劑RUCOGEN NOX/（g.L-1）20
pH值調(diào)節(jié)劑RUCO-ACID ABS/（g.L-1）2
軋液率/%30
溫度/℃180
車速/(m.min-1)60
2.3染色和抗紫外線整理
2.3.1染色
錦綸產(chǎn)品通常在弱酸性染浴中進(jìn)行染色，通過(guò)控制勻染劑、染色溫度、升溫速率和染液pH值等工藝參數(shù)，以達(dá)到勻染目的。為了提高織物拒水、拒油和防污的耐洗性能，在染色過(guò)程中加入陰離子助劑ECO-EVER（含分散劑）。該助劑是高分子納米材料，在染色中借助分散劑的作用，納米粒子能高度分散在紗線之間、纖維之間和纖維表面。在后整理防水加工中，陰離子助劑ECO-EVER與有機(jī)氟樹脂在纖維表面形成一層很薄而致密的膜，阻止油污的進(jìn)一步滲透，大大提高了拒水、拒油、防污性能以及耐洗性。
錦綸織物的抗紫外線的能力一般都較差，在染色時(shí)可加入紫外線吸收劑CEL。該助劑對(duì)紫外線有強(qiáng)烈的選擇性吸收，并能進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換而減少它的透過(guò)量，提高面料品質(zhì)。
以深咖啡色為例
工藝處方：
A)
冰醋酸/(g.L-1)1.5
抗紫外吸收劑CEL/% (omf)4
ECO-EVER/% (omf)5
酸性勻染劑TF-217F/(g/L-1)2
B)
酸性藏青M-R（雅運(yùn)）/%(omf)1.35
酸性黃M-2R（雅運(yùn)）/%(omf)3.35
酸性醬紅M-B（雅運(yùn)）/%(omf)1.15
C)
陰離子固色劑NBS（拓納）/(g.L-1)2
冰醋酸/(g.L-1)2
pH值4～4.5
2.3.2固色
為提高酸性染料染色后錦綸織物的濕處理牢度，采用陰離子固色劑NBS對(duì)錦綸染色織物（咖啡色）進(jìn)行固色處理。陰離子固色劑NBS用量對(duì)色牢度性能的影響見表2～5。
表2陰離子固色劑NBS用量對(duì)摩擦牢度的影響
|
固色劑NBS用量／(g．L-1)
|
摩擦牢度／級(jí) |
|
|
干 |
濕 |
|
|
0.0 |
4 |
3～4 |
|
1．0 |
4～5 |
4 |
|
2．0 |
4～5 |
4 |
表3陰離子固色劑NBS用量對(duì)水洗牢度的影響
|
固色劑NBS用量／(g．L-1) |
原變／級(jí) |
沾色／級(jí) |
|||||
|
羊毛 |
腈 |
滌綸 |
錦 |
棉 |
醋酯 |
||
|
0.0 |
4～5 |
4 |
4～5 |
4～5 |
4 |
4～5 |
4～5 |
|
1.0 |
4～5 |
4 |
4～5 |
4～5 |
4～5 |
4～5 |
4～5 |
|
2.0 |
4～5 |
4～5 |
4～5 |
4～5 |
4～5 |
4～5 |
4～5 |
表4陰離子固色劑NBS用量對(duì)堿性汗?jié)n牢度的影響
|
固色劑NBS用量／(g．L-1) |
原變／級(jí) |
沾色／級(jí) |
|||||
|
羊毛 |
腈 |
滌 |
錦 |
棉 |
醋酯 |
||
|
0.0 |
4～5 |
3～4 |
4～5 |
4～5 |
3 |
4 |
4 |
|
1.0 |
4～5 |
4 |
4～5 |
4～5 |
3～4 |
4～5 |
4～5 |
|
2.0 |
4～5 |
4～5 |
4～5 |
4～5 |
4～5 |
4～5 |
4～5 |
表5陰離子固色劑NBS用量對(duì)酸性汗?jié)n牢度的影響
|
固色劑量／(g．L-1) |
原變／級(jí) |
沾色／級(jí) |
|||||
|
羊 |
腈 |
滌 |
錦 |
棉 |
醋酯 |
||
|
0.0 |
4～5 |
4 |
4～5 |
4～5 |
3～4 |
4～5 |
4～5 |
|
1.0 |
4～5 |
4～5 |
4～5 |
4～5 |
4 |
4～5 |
4～5 |
|
2.0 |
4～5 |
4～5 |
4～5 |
4～5 |
4～5 |
4～5 |
4～5 |
由表2～5知，NBS固色劑能提高各項(xiàng)色牢度，用量在2.Og/L時(shí)效果好。NBS固色劑為高分子化合物，內(nèi)含磺酸根基團(tuán)，可與錦綸纖維之末端氨基鍵合，生成微溶或不溶于水的鹽類，在織物上形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，封閉染料的水溶性基團(tuán)，包覆染料，防止染料在水中電離和溶解而脫落，提高色牢度。該固色劑是分子質(zhì)量較大的陰離子助劑（帶負(fù)電荷），由于氫鍵、范德華力使固色劑附著于纖維表面，且酸性染料本身帶負(fù)電荷，由于兩者相斥的緣故，減少纖維內(nèi)部染料遷移出來(lái)，達(dá)到增進(jìn)牢度之目的。
2.3.3抗紫外線整理
在染色加工400T尼絲紡織物咖啡色時(shí)，分別加入2%(omf)和4%(omf)抗紫外整理劑，測(cè)試抗紫外性能，結(jié)果見表6。
表6抗紫外整理劑及軋光效果
|
效果
|
未使用抗紫外
整理劑 |
1%抗紫外
整理劑 |
4%抗紫外
整理劑 |
4%抗紫外整
理劑+軋光 |
|
UPF值 |
9 |
22 |
34 |
44 |
|
UVA透過(guò)率／% |
19.9 |
9.3 |
5.1 |
3.5 |
|
UVB透過(guò)率／% |
4.5 |
2.5 |
1.8 |
0.9 |
|
UPF等級(jí) |
<15 |
20 |
30 |
40 |
從表6可以看出，在未使用抗紫外助劑時(shí)，錦綸織物的抗紫外能力較差；使用抗紫外整理劑4%時(shí)，織物的抗紫外能力有明顯提升，軋光后織物更緊密，抗紫外效果更佳。
2.4后整理
2.4.1防水防油和軋光整理
使用防水防油整理劑CN-A-03進(jìn)行處理，提高防水防油的耐洗性。如2.3.1節(jié)所述，染色時(shí)添加的納米材料ECOEVER與交聯(lián)劑與拒水整理劑協(xié)合作用，交聯(lián)劑用量為拒水整理劑用量的10%，結(jié)果見表7。
工藝處方/（g.L_1）：
防水防油劑CN-A-0360
滲透劑CN-A-022
交聯(lián)劑CN-A-016
硅酮體柔軟劑米加索特JET-LF2
軋余率/％30
預(yù)烘溫度/℃100
預(yù)烘車速/(m.min_1)50
焙烘溫度/℃170
焙烘車速/(m.min_1)60
表7交聯(lián)劑對(duì)織物防水防油耐洗性能的影響
|
工藝
|
防水防油劑
／(g．L-1) |
初始 |
水洗10次 |
水洗30次 |
|||
|
拒油／級(jí) |
拒水/分 |
拒油／級(jí) |
拒水/分 |
拒油／級(jí) |
拒水/分 |
||
|
常規(guī)
工藝
|
40 |
90 |
3 |
80 |
1 |
0 |
0 |
|
60 |
100 |
5 |
90 |
2 |
50 |
O |
|
|
軋光后 |
90 |
4 |
80 |
1 |
0 |
0 |
|
|
改進(jìn)
工藝
|
40 |
90 |
4 |
90 |
3 |
80 |
2 |
|
60 |
100 |
5 |
100 |
4 |
100 |
4- |
|
|
軋光后 |
95 |
5- |
90 |
4- |
80 |
3 |
|
由表7知，在常規(guī)工藝中，隨著水洗次數(shù)增加，整理織物的拒水拒油效果下降。這是因?yàn)樗春?，部分交?lián)程度較低的拒水整理劑被洗除，織物表面含氟量下降，表面膜變得不連續(xù)且凹凸不平，因而織物拒水拒油效果下降。而在改進(jìn)工藝中，添加交聯(lián)劑及納米材料對(duì)織物的初始拒水拒油效果基本無(wú)影響，但耐洗性得到明顯改善。這是因?yàn)榻宦?lián)劑兩端反應(yīng)性基團(tuán)可分別與纖維和拒水整理劑反應(yīng)，在纖維上形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，增加了纖維分子間滑移的摩擦阻力；而陰離子納米材料的添加更增強(qiáng)了這一性能，減少了水洗過(guò)程中纖維表面整理劑的洗除。
2.4.2軋光整理
軋光整理是織物通過(guò)彈性軟輥與金屬熱輥組成的軋點(diǎn)時(shí)，在施壓區(qū)中因軟輥?zhàn)冃?，輥徑變化使織物角速度產(chǎn)生微小差異造成微滑動(dòng)，通過(guò)表面剪切和壓搓作用，使纖維在壓區(qū)中受熱而達(dá)到玻璃化溫度從而產(chǎn)生塑化并“流動(dòng)”，受到緩和搓動(dòng)，從而使織物表面的緊度趨于一致，并使與金屬輥接觸的織物表面平滑，減小交織點(diǎn)間的空隙，達(dá)到理想的織物氣密性和織物表面光潔度。
影響織物軋光效果的主要技術(shù)參數(shù)有壓區(qū)數(shù)（兩輥或三輥）、生產(chǎn)車速、織物張力控制、線壓力、熱輥溫度等。采用適宜的工藝參數(shù)，即線壓力60kN/m，車速50m/min，熱輥溫度165℃，可達(dá)到對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量要求。
2.4.3拒水拒油+軋光對(duì)織物機(jī)械性能的影響
按優(yōu)化工藝，以不同用量整理劑整理錦綸，整理織物的各項(xiàng)性能見表8。
表8整理后錦綸織物的機(jī)械物理性能
|
防水防油劑
／(g.L-l) |
斷裂強(qiáng)力/cN |
接縫滑移／mm |
撕破強(qiáng)力/cN |
|||
|
緯向 |
經(jīng)向 |
緯向 |
經(jīng)向 |
緯向 |
經(jīng)向 |
|
|
0 |
435 |
420 |
2 |
2 |
3.9 |
4.3 |
|
40 |
415 |
402 |
2.6 |
3.1 |
7.6 |
7.9 |
|
60 |
395 |
375 |
3.1 |
3.6 |
9.3 |
9.1 |
|
軋光后 |
367 |
345 |
2.5 |
2.8 |
8.9 |
8.7 |
由表8可知，錦綸織物經(jīng)拒水整理劑整理后，斷裂強(qiáng)力有所下降，撕破強(qiáng)力提高。這是因?yàn)檎韯┛稍诶w維表面形成一層光滑的膜，使紗線間的摩擦阻力降低，紗線間容易滑移，受力三角區(qū)變大而使織物撕破強(qiáng)力有所提高。
2.4.4軋光整理對(duì)織物透氣性、防鉆絨性的影響物的透氣性能雖有較大程度減少，但對(duì)織物的透濕量影響不大，抗鉆絨性有明顯的提高，且減少了化學(xué)涂層助劑的使用（見表9）。
表9軋光整理后錦綸織物防鉆絨效果和透氣性
|
防水防油劑／(g．L-1) |
透氣性能Mm/S |
透濕量/[g.(m2.24h)-1] |
鉆絨性／根 |
|
0 |
5.1 |
11203 |
35 |
|
60 |
4.2 |
10 198 |
26 |
|
軋光后 |
2.1 |
9 805 |
11 |
|
涂層產(chǎn)品 |
1.1 |
6 209 |
5 |
3 .結(jié)論
(1)選用冷堆前處理對(duì)高支高密錦綸纖維織物進(jìn)行前處理，織物全過(guò)程低張力運(yùn)行，減少折皺的產(chǎn)生。
(2)預(yù)定形時(shí)使用抗黃變劑以對(duì)錦綸纖維易氧化基團(tuán)起保護(hù)作用，降低高溫黃變現(xiàn)象，但織物的上染率會(huì)有所降低。
(3)染色加工時(shí)，添加紫外線吸收劑可提高錦綸織物的抗紫外能力，改善面料品質(zhì)。
(4)對(duì)于耐洗性和織物手感要求較高的拒水拒油產(chǎn)品，整理工作液中可添加適量的交聯(lián)劑及撕裂牢度提升劑JET-LF。結(jié)果是織物斷裂強(qiáng)力有所下降，撕破強(qiáng)力有所提升，對(duì)防水耐久性無(wú)影響。
(5)軋光整理會(huì)對(duì)織物的物理性能（斷裂強(qiáng)力、接縫滑移、撕破強(qiáng)力）、初始防水性及耐洗性產(chǎn)生一定影響，但不影響織物產(chǎn)品性能。采用軋光整理后，高密錦綸面料無(wú)需再進(jìn)行涂層處理，即可達(dá)到優(yōu)良的防鉆絨性。
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