純棉織物的拒水拒油易去污整理

歐衛國,楊小玲,蔡云蕓,婁婭婭,王春梅,*

(1.南通金仕達超微阻燃材料有限公司,江蘇 南通226009;2.南通大學 紡織服裝學院,江蘇 南通226019)

隨著生活水平的提高,人們對服裝面料的功能性要求越來越多。由于棉織物手感柔軟,透氣透濕性好,且在天然纖維中,棉纖維的資源最豐富,所以被人們喜愛,需求最大[1]。但棉纖維的親水性也使得它易沾濕和易被沾污,所以會對棉織物進行三防整理[2]。關于棉織物的三防整理已有不少研究報道,如王春梅等[3]將三防整理劑與易去污整理劑同浴對純棉織物進行處理,使織物在具有拒水拒油性能的同時具有易去污性能;何方容等[4]用Z-200三防劑對棉織物進行整理得出最佳工藝條件;蔣麗云等[5]用正交試驗討論了C6整理劑整理棉及其混紡織物的影響因素。目前市場上三防整理劑的品種繁多,性能各異。本文選用雅可風FP Conc三防整理劑和無甲醛樹脂Arkofix NZF對棉織物進行同浴整理,優化了整理工藝。

1 試驗

1.1 材料和儀器

織物：經過前處理的純棉織物,規格為29 tex×29 tex,197根/10 cm×193根/10 cm,由南通海匯科技發展有限公司提供。

藥品：Arkofix NZF無甲醛樹脂(工業級,南通海匯科技發展有限公司),六水合氯化鎂(分析純,汕頭市西隴化工廠有限公司),冰醋酸(分析純,西隴化工股份有限公司),雅可風FP Conc(工業級,上海雅運紡織化工股份有限公司),滲透劑JFC(工業級,南通朝日實業有限公司)。

儀器：EL303電子天平(梅特勒－托利多儀器(上海)有限公司),PH3－3C精密p H計(上海儀電科學儀器股份有限公司),PBI橫式壓染機、R-3自動定型烘干機(廈門瑞比精密機械有限公司),YB813織物沾水度測定儀(溫州大榮紡織標準儀器廠),JC2000C2型接觸角測量儀(上海中晨技術設備有限公司),Datacolor-SF650測色配色儀(德塔顏色商貿(上海)有限公司),YG065H型強力儀(萊州市電子儀器有限公司)。

1.2 整理工藝

1.2.1 工藝處方

1.2.2 工藝流程

浸軋整理液(二浸二軋,軋液率90%)→預烘(100℃,180 s)→焙烘(115～135℃,30～150 s)→皂洗→性能測試

1.3 性能測試

1.3.1 拒水性能

參照GB/T 4745－2012《紡織品 防水性能的檢測和評價 沾水法》進行測試并評級。

1.3.2 拒油性能

通過測試接觸角來評定拒油性。試驗所使用的液體為花生油,其密度為0.872 g/ml,表面張力為40 m N/m。

1.3.3 易去污性能

參照FZ/T 01118－2012《紡織品 防污性能的檢測和評價 易去污性》中的擦拭法測試,通過DatacolorSF650測色配色儀進行評級。沾污物為釀造老抽醬油。

1.3.4 斷裂強力

參照GB/T 3923.1－2013《紡織品 織物拉伸性能第1部分：斷裂強力和斷裂伸長率的測定(條樣法)》測試。

2 結果與討論

2.1 雅可風FP Conc用量的影響

固定無甲醛樹脂Arkofix NZF用量為30 g/L,催化劑MgCl2·6H2O用量為3 g/L,滲透劑JFC用量為1 g/L,改變三防整理劑雅可風FP Conc的用量配置系列整理液,調節整理液p H值為4.5。織物二浸二軋后,在100℃預烘180 s,135℃焙烘150 s。測得整理織物的性能如表1所示。

表1 雅可風FP Conc用量對整理效果的影響

由表1可知,隨著三防整理劑雅可風FP Conc用量的增加,織物的拒水、拒油、易去污性能及斷裂強力增加,當三防整理劑用量超過20 g/L后,織物的拒水、拒油、易去污性能基本不變,而斷裂強力略有下降。這是由于隨著整理劑濃度的增加,整理劑與纖維之間形成的化學鍵增加,但過多的化學交聯會導致織物的強力下降[6],所以初步選擇三防整理劑的用量為20 g/L。

2.2 Arkofix NZF樹脂用量的影響

固定雅可風FP Conc的用量為20 g/L,其他條件不變,改變無甲醛樹脂Arkofix NZF的用量(催化劑MgCl2·6H2O的用量按樹脂用量的10%),測得整理織物的性能如表2所示。

由表2可知,皂洗之前整理織物的拒水性能都能達到100分,易去污等級能達到5級,而拒油接觸角在樹脂用量達到20 g/L后保持不變;皂洗后整理織物的易去污等級都相同,都為4－5級,拒水性能和拒油接觸角都隨著樹脂用量的增加先增加后保持不變,而斷裂強力隨著樹脂的增加而減小。綜合考慮,在雅可風FP Conc三防劑用量為20 g/L時,選擇無甲醛樹脂用量為20 g/L。

表2 Arkofix NZF樹脂用量對整理效果的影響

2.3 整理液p H值的影響

固定雅可風FP Conc用量為20 g/L,無甲醛樹脂用量為20 g/L,MgCl2·6H2O用量為2 g/L,其他條件不變,將整理液調節至不同的p H值,測得整理織物的性能如表3所示。

表3 整理液p H值對整理效果的影響

由表3可知,當整理劑的p H值在4～6之間改變時,整理織物皂洗前的拒水性能、拒油接觸角和易去污性能都保持不變;經過皂洗后,織物的拒水性能、拒油接觸角和易去污性能都有下降趨勢,而整理織物的斷裂強力隨著p H值的增加而降低,綜合考慮,選擇整理液的p H值為4。

2.4 焙烘溫度的影響

整理液的工藝處方不變,焙烘時間固定為150 s,改變焙烘的溫度,測得整理織物的性能如表4所示。

表4 焙烘溫度對整理效果的影響

由表4可知,隨著焙烘溫度的增加,整理織物的三防性能逐漸提高,當焙烘溫度超過130℃后基本不變,而織物的斷裂強力呈下降趨勢。這是由于隨著溫度的升高,整理劑與纖維的反應程度提高,整理的效果就越好,但溫度過高會對纖維造成損傷。所以,綜合考慮,選擇焙烘溫度為130℃。

2.5 焙烘時間的影響

整理液的工藝處方不變,焙烘溫度為130℃,改變焙烘時間,測得整理織物的性能如表5所示。

表5 焙烘時間對整理效果的影響

由表5可知,隨著焙烘時間的延長,整理織物的三防性能逐漸提高,當焙烘時間超過180 s后基本不變,而織物的斷裂強力呈下降趨勢。這是由于隨著焙烘時間的增加,整理劑與纖維的反應程度提高,整理的效果就越好,但焙烘時間過長會對纖維造成損傷,而且浪費能源。所以,綜合考慮,選擇焙烘時間為150 s。

2.6 正交試驗

固定整理液的p H值為4,選擇樹脂用量、雅可風FP Conc用量、焙烘溫度和時間為變量進行正交試驗,優化整理工藝。正交試驗方案見表6,整理織物皂洗后的試驗結果見表7,效果分析見表8。

表6 正交試驗方案

由表8可知,對于拒水性能指標,影響最大的因素為B,最佳整理工藝為A1/3B3C1/2D2/3;對于拒油接觸角,影響最大的因素為B,最佳整理工藝為A1B3C2/3 D3;對于易去污性,影響最大的因素為B,最佳整理工藝為A1/2B2C2/3D1/2;對于斷裂強力,影響最大的因素為D,最佳整理工藝為A1B3C3D1。綜合考慮,選擇最佳整理工藝為A1B3C3D3,即Arkofix NZ樹脂用量為15 g/L,雅可風FP Conc用量為25 g/L,焙烘溫度135℃,焙烘時間180 s。該最佳工藝為正交試驗方案中的第3組。

表7 正交試驗結果

表8 性能指標數據分析

3 結語

采用雅可風FP Conc三防整理劑和無甲醛樹脂Arkofix NZF同浴對棉織物進行整理,最佳整理工藝為雅可風FP Conc用量25 g/L,樹脂用量15 g/L,MgCl2·6H2O用量1.5 g/L,滲透劑JFC濃度1 g/L,整理液p H值為4,100℃預烘180 s,135℃焙烘180 s。整理后的棉織物經過皂洗后拒水性能為100分,拒油接觸角為152°,易去污等級為4－5級。