染色工艺对锦纶6针织物防紫外线性能的影响

伍晓翠，狄剑锋

(五邑大学纺织服装学院，广东 江门 529020)

随着大气层中臭氧层的变薄变稀，到达地面的紫外线辐射量日趋增多，因此开发抗紫外线辐射的纺织品显得日益重要[1-3]。国内对防紫外聚酯纤维的开发研究已经很多，但对防紫外线聚酰胺纤维及其面料的研究还不多。

本研究选取纳米ZnO作为抗紫外线剂。纳米ZnO 具有抗菌除臭和防紫外线辐射功能，对200～400 nm范围内的紫外线有强烈的吸收作用[4-6]。本文采用PA6 DTY和PA6/ZnO DTY两种长丝，通过织造、染整和后处理等工序研究各种不同颜色的锦纶6面料的抗紫外线性能。

1 实 验

1.1 材料与仪器

材料：PA6 DTY；PA6/ZnO DTY；氨纶(PU)，广东新会美达锦纶公司提供；酸性染料；助剂等。

仪器设备：纬编单面大圆机；水洗煮练机；预定型机；PCL-1000染样机；后定型机等。

1.2 编织工艺设计

1.2.1 原料、织物组织选择及线长

针织物的抗紫外线辐射性能与工艺参数[7-10]有紧密的关系，所以我们采用上述2种长丝77.8 dtex/24 f PA6 DTY，77.8 dtex/24 f PA6/ZnO DTY和22.2 dtex PU为编织原料，两种长丝和氨纶的比例为92 ∶8，线圈长度为96 mm/40纵行，织物组织结构为纬平纹。

1.2.2 设备参数

机型：晋江宏基纬编单面大圆机

机号：36针/25.4 mm

筒径：863.6 mm (34″)

转数：13 r/min

总针数：3 840 枚

使用路数：102 F

1.2.3 织造注意事项

准确调节排针三角和喂纱角度，调整织机上每一路数的压针三角，保证每一路纱线所受张力均匀一致。通过调整送纱盘的角度控制送纱量的输出，调整线圈的大小，调校适合的门幅，织造过程中要及时观察布面效果，防止错纱、坏纱的引入。同时还要控制好车间的温湿度，防止纱线起毛、织造断纱和破洞的产生[11]。

1.3 染整工艺设计

1.3.1 染整工艺流程

图1 染色工艺流程

1.3.2 织物前处理

对于织物，前处理是一个很重要的过程。锦纶6长丝在纺丝过程中多道工序都要添加油剂，因此除油是前处理的重点。如果处理不干净，将会影响织物的染色效果。

前处理配方：

除油剂RC9 2 g/L

Na2CO31 g/L

鳌合分散剂R-DL 0.3 g/L

浴比 1 ∶15

温度 80 ℃

时间 30 min

1.3.3 织物的染色

染色配方:

酸性染料 0.5%(owf)

匀染剂TBW95 1%(owf)

(NH4)2SO41.3 g/L

冰醋酸 2 g/L

鳌合分散剂 R-DL 0.5 g/L

浴比 1 ∶15

温度 98 ℃

时间 45 min

染色工艺曲线:

图2 锦纶6染色工艺曲线

1.3.4 织物的固色

固色配方：

固色剂 NR 5%(owf)

冰醋酸 0.7 g/L

清缸剂 OLG 0.35 g/L

浴比 1 ∶15

温度 70 ℃

时间 30 min

2 织物防紫外性能测试结果与分析

2.1 织物的基本性能测试

为了比较所纺纱线的防紫外线性能，我们设计了2种纬编针织物，织物的基本参数如表1 所示。所用织机为宏基纬编单面大圆机，织物组织为平纹组织，在纱线中添加8%的氨纶长丝。

表1 织物的基本性能测试结果

备注：1号织物用PA6 DTY；2号织物用PA6/ZnO DTY。

2.2 织物的抗紫外线功能测试

对织物的防紫外线性能进行测试，按照GB/T 18830-2009 纺织品防紫外线性能的评定，在HB902型防紫外线透过及防晒保护测试系统上进行测试，测试结果如表2所示。

从表2可以看出，2号织物的抗紫外线系数比1号织物高，这表明长丝中纳米ZnO确实对紫外线辐射有较好的吸收作用。但由于织物的孔洞性较大，织物的抗紫外线功能没有得到显著的提高。根据GB/T 18830-2009 纺织品防紫外线性能评定的基本要求，织物的UPF值必须不少于40，其T (UVA) av 不大于5%，因此两种织物都不符合要求。

表2 织物的抗紫外线功能

备注：1号织物用PA6 DTY; 2号织物用PA6/ZnO DTY。

2.3 经过染色处理的织物的抗紫外线功能的结果与分析

表3 织物染色后的UPF值

备注：1号织物用PA6 DTY，2号织物用PA6/ZnO DTY; 染料用量为0.5%(owf)。

从表3中可以看出，除了染白色的织物，其他颜色织物的UPF值比没有经过染色处理的织物小。白色织物的UPF值较大的原因是染色过程中使用了荧光增白剂，而荧光染料由于本身的作用能大大提高织物的抗紫外线功能，但作用不持久。上述结果表明，染色处理并不一定能提高织物的抗紫外线功能。

表4 织物染色后的T(UVA)值 %

备注：1号织物用PA6 DTY，2号织物用PA6/ZnO DTY; 染料用量为0.5%(owf)。

从表4中可以看出，经过染色后的织物的T (UVA) av比没有经过染色处理的织物的T (UVA) av小。这说明织物中的染料确实能吸收部分在UVA段的紫外线，并且比纳米氧化锌在UVA波段吸收的多。但纳米氧化锌主要吸收UVB段的紫外线，从而更能提高织物的UPF值。但这两种吸收紫外线辐射的作用在我们的实验成品中互相抵消，而令织物的抗紫外线功能效果偏低。

3 结 论

(1) 荧光染料能大大提高织物的防紫外线性能，但防紫外线性能的持久性差。

(2) 染色处理不一定可以提高该织物的防紫外线性能，相同染料用量的各种不同颜色的织物的防紫外线性差别不大。

(3) 纳米ZnO对紫外线有较好的吸收作用，特别是在UVB波段。而实验中所使用的酸性染料则对UVA波段的紫外线有较好的吸收作用。

(4) 针织物的工艺参数特别是其孔洞性对针织物的抗紫外线辐射的效果影响很大，必须进一步减少织物的孔洞性，才能获得抗紫外效果较好的针织物。

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