新型易去污面料的整理工艺

2020-08-19解倩倩陈玉哲刘淑云张建祥毛志平

印染助剂 2020年7期

张凯，解倩倩，陈玉哲，刘淑云，张建祥，毛志平

（1.东华大学化学化工与生物工程学院，上海 201620；2.鲁泰纺织股份有限公司，山东淄博 255100）

随着生活水平的日益提高，人们对衣食住行的要求正发生着质的改变，尤其是对于穿衣的要求已经不单单局限于产品的舒适度，面料的功能性正越来越受到重视。功能性整理不仅能够提升产品的品质，提高面料的穿着舒适度，而且能够提高产品的档次和附加值［1-2］。织物的功能性整理包括三防整理、抗紫外线整理、抗菌防臭整理、防蚊整理、易去污整理等。其中，易去污整理在服装面料、厨房用布、餐桌用布、装饰用布、军队用布、劳保用布等领域越来越受到青睐。

易去污整理通过对纤维表面进行改性，达到提高纤维表面抗污性的目的，或使污染物疏松，洗涤时易于去除［3］。易去污整理剂可以分为氟碳链助剂和无氟类助剂。目前，C8氟碳链易去污助剂由于具有检出PFOA 等有害化学品的风险已被禁用［4］；C6和C4氟碳链易去污助剂及无氟类易去污助剂作为新型的环保型产品，正逐步在各印染企业得到推广应用。面料的易去污性能一般采用AATCC 130—2000 进行测试，但在实际生产过程中，不同的客户往往提出不同的测试标准和要求。本实验开发了一种新型易去污色织面料，分别采用AATCC 130—2000 和JIS L 1919 C-2（日本客户指定）进行测试，对比了不同整理方式、面料规格及助剂种类对织物易去污性能的影响。

1 实验

1.1 材料与仪器

织物：色织半成品，其中白色面料为色织增白面料，各面料的经纬向密度均为512 根/10 cm×315 根/10 cm，其他具体信息如表1所示。

表1 面料的组织规格

试剂：易去污助剂SRF-6000（工业品，青岛大原化学有限公司），易去污助剂HSD、TG-01［工业品，亨斯迈贸易（中国）有限公司］，易去污助剂PM-492（工业品，美国3M 公司），易去污助剂SR-10（工业品，日本长濑欧积公司），交联剂CR-E 树脂、催化剂LRMC（工业品，淄博鲁瑞精细化工有限公司），甲醛捕捉剂CFF，纤维保护剂SF-P，氯漂改良剂RA-202，冰醋酸、洗衣粉（市售），玉米油（食品级，青岛瑞宇粮油有限公司），橄榄油，油酸，油红。

仪器：GF-3000 电子天平（日本A&D 艾安得股份有限公司），水平/立式两用轧车（瑞士Mathis 马西斯公司），R-3 型自动定型烘干机（厦门瑞比精密机械有限公司），Datacolor-650电脑测色配色仪。

1.2 易去污整理工艺

工艺配方：易去污助剂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。工艺流程：二浸二轧（轧余率65%）→预烘（90～120 ℃，1～2 min）→焙烘（150～170 ℃，3～5 min）。

1.3 测试

易去污性能：采用AATCC 130—2000《去污性：油渍清除法》和JIS L 1919《纤维制品的防污性试验方法》C-2法测定。

断裂强力：采用JIS L 1096：2010 8.14.1 B《织物断裂强力及伸长率试验方法》测定。

撕破强力：采用JIS L 1096：2010 8.17.4 D《织物撕破强力试验方法》测定。

甲醛质量分数：采用JIS L 1041：2011/8.1.4 B《游离甲醛含量测试方法》测定。

耐久性及平整度：按JIS L 0217：1995 103测定。

白度：采用电脑测色配色仪在D65光源下测定。

2 结果与讨论

2.1 易去污整理剂的筛选

选用纯棉面料A 作为实验对象，由表2 可以看出，采用两种易去污性能测试方法测试，不同易去污助剂的易去污性能均在3 级或以上；JIS L 1919 C-2法测得的易去污性能等级比AATCC 130—2000 法低0.5 级左右，这说明JIS L 1919 C-2 法中的污染物比AATCC 130—2000 中的污染物更加难以洗除。综合易去污效果以及成本方面考虑，易去污整理剂选择SRF-6000。

表2 易去污助剂对织物易去污性能的影响

2.2 面料规格的选择

由表3 可知，相同组织花型、不同材质的3 种面料易去污性能从大到小排序为面料A、面料B、面料C；纯棉面料A、D 的易去污性能可达4 级；面料B、C中涤纶质量分数越高易去污效果越差，尤其是面料C，在洗涤15 次后易去污性能只有2～3 级。含氟易去污整理剂的亲水性链段协同纯棉织物上的亲水基团在水溶液中使织物的界面能降至最低，污垢很容易脱离棉织物［5］；而涤棉织物由于涤纶自身的亲油疏水特性，导致其沾染污垢后比纯棉织物更难去除［6］。后续实验及生产实践均以纯棉面料作为整理对象。

表3 面料规格对织物易去污性能的影响

2.3 加工方式的影响

色织面料的整理工艺流程：退浆→丝光（液氨）→拉幅→焙烘→预缩。易去污整理在拉幅、焙烘工序后进行，而丝光和液氨工序是影响织物易去污性能的潜在因素。由表4 可以看出，液氨+易去污整理面料的易去污性能比丝光+易去污整理面料高0.5 级左右，可见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 整理方式对面料易去污性能的影响

2.4 易去污整理工艺优化

2.4.1 易去污助剂用量

由表5 可以看出，面料的易去污性能随着助剂用量的增加逐渐提高，当用量为60 g/L 时，AATCC 130—2000 和JIS L 1919 C-2 两种方法测得的面料易去污性能均达到最好。由图1 可知，面料白度随着易去污助剂用量的增加在较小区间内波动。综上所述，易去污助剂用量选择60 g/L。

表5 易去污助剂用量对面料易去污性能的影响

图1 易去污助剂用量对面料白度的影响

2.4.2 交联剂

由表5 可知，在易去污整理配方中加入一定量的交联剂后，可在一定程度上提高织物易去污性能的耐水洗性能，洗涤15 次后，面料的易去污性能比未加交联剂提高了0.5级。

2.4.3 焙烘温度

由表6 可知，145～155 ℃时，随着焙烘温度的升高，面料的易去污性能逐渐提高；焙烘温度过高时，面料的易去污性能反而降低。这是由于适度的交联有助于亲水基与疏水基间的取向排列，焙烘温度过高时会起限制作用［7］。由图2 可知，面料白度随着焙烘温度的升高而逐渐下降［8］。综上所述，焙烘温度选择155 ℃较为合适。

表6 焙烘温度对面料易去污性能的影响

图2 焙烘温度对面料白度的影响

2.4.4 辅助助剂

在易去污整理过程中需要加入众多辅助助剂来保证面料品质（强力、游离甲醛量、耐氯漂色牢度等）合格，选用辅助助剂要以不影响面料易去污性能为基础。由表7 可知，各类辅助助剂对面料的易去污性能无显著影响。

表7 辅助助剂对易去污性能的影响

2.5 生产实践

原料为纯棉40×40、130×80 色织坯布，经过不同工序（退浆→丝光→液氨→拉幅→焙烘→预缩）整理后得到成品面料。整理液配方为：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、焙烘工艺为：浸轧整理液（一浸一轧，轧余率65%）→预烘（110 ℃，100 s）→焙烘（155 ℃，3 min）。成品面料的最终性能指标如表8 所示。目前，该易去污面料已实现大生产并成功交付10 000 m 大货订单。