VILOFT纤维针织面料的练漂工艺研究
2014-07-24姬文香孟家光李静静
姬文香，孟家光，李静静
（西安工程大学 纺织与材料学院，陕西 西安710048）
0 引 言
VILOFT纤维被广泛应用于各种混纺纱的研究［1］，保暖内衣［2］及服装面料［3］的开发等方面.于加勇等人研究了VILOFT纤维羊毛腈纶混纺纱，并介绍了VILOFT纤维羊毛腈纶混纺纱的纺纱工艺配置与技术措施［4］；龚新安等人将VILOFT纤维应用于系列服装面料的开发中，并提出了该纤维和涤纶纤维混纺时使纱线质量得以提高的新型混棉工艺［5］；许瑞超利用VILOFT纤维与棉纤维混纺研究并开发了舒适、美观、保暖，同时穿着轻盈、洗涤打理方便的保暖内衣［6］.
VILOFT纤维具有非常广的应用范围.目前国内外学者对VILOFT纤维及其纱线性能［7］以及VILOFT织物的染整工艺方面进行了研究［8］.VILOFT纤维练漂工艺的探究也非常重要.本文根据VILOFT纤维和纱线本身具有的特征和性能，采用碱氧一浴法，通过单因素和正交试验分析法，得到了VILOFT纤维针织物练漂的最佳工艺.
1 实 验
1.1 材料及仪器
（1）织物 由纱线细度为14.8tex的VILOFT纤维编织而成的罗纹半空气层针织物.
（2）材料 氢氧化钠（质量分数30%，焦作市维联精细化工有限公司）、精练剂（杭州顺润纺织助剂有限公司）、过氧化氢（质量分数30%，上海哈勃化学技术有限公司）、硅酸钠（质量分数40%，临沂市金源石英有限公司）等.
（3）仪器 YG（B）026D－500型电子织物强力机（温州际高检测仪器有限公司）、DSBD－1型数字白度仪（南通三思机电科技有限公司）等.
1.2 测试指标及方法
（1）白度值 采用DSBD－1数字白度仪（样照白度82.7%），测10次织物白度值，取其平均值.
（2）顶破强力 采用YG（B）026D－500型电子织物强力机测6种织物的顶破强力，每个试样测5次，取其平均值.
（3）练漂 采用碱氧一浴法［9－11］.
2 结果与讨论
2.1 过氧化氢用量
根据VILOFT纤维的特性，对过氧化氢用量作单因素分析，选取 H2O2（30%）1%～6%（o.w.f），NaOH 3%（o.w.f），Na2SiO31.5g／L，精练剂1%（o.w.f），浴比1∶15，温度100℃，时间60min.其测试结果见表1.
由表1可以看出，织物白度随着过氧化氢用量的增加而增加，顶破强力则下降.当过氧化氢量增加到3%的时候，白度有明显的提高，强力有所下降；而当过氧化氢的用量超过5%以后，白度增加幅度较小，但强力下降迅速，此时织物的手感变得粗糙，纤维损伤.综合考虑，过氧化氢的量必须控制在既使织物白度最大，又尽可能小地降低强力的范围之内，所以后续实验均选用3%作为参考数值，取过氧化氢浓度2%，3%，4%作为单因素的3个水平.
2.2 氢氧化钠用量
对氢氧化钠用量作单因素分析，选取 H2O2（30%）3%（o.w.f），NaOH 2%，2.5%，3%，3.5%，4%（o.w.f），精练剂1%（o.w.f），Na2SiO31.5g／L，浴比1∶15，温度100℃，时间60min.其测试结果见表2.
表1 过氧化氢用量与织物白度、强力的关系
表2 氢氧化钠用量与织物白度、顶破强力的关系
由表2可以看出，在NaOH质量分数为2.5%时，其白度值最大.随着NaOH浓度的继续增加，白度值下降.顶破强力也随之下降.综合这2个因素，选择2.5%，3%，3.5%作为氢氧化钠单因素的3个水平.
2.3 练漂时间
对练漂时间作单因素分析，选取 H2O2（30%）3%（o.w.f），练漂时间为30min，40min，50min，60min，70min，NaOH 2.5%（o.w.f），精练剂1%（o.w.f），Na2SiO31.5g／L，浴比1∶15，温度100℃.测试结果见表3.
由表3可以看出，随练漂时间的增长白度先增加后减小，而顶破强度则下降.在练漂时间低于60min时，织物的白度随练漂时间的增加而增加，当练漂时间超过60min时，织物白度下降，顶破强力损失严重，所以选取50min，60min，70min作为单因素的3个水平.
表3 练漂时间与织物白度、顶破强力的关系
表4 练漂温度与织物白度、顶破强力的关系
2.4 练漂温度
对练漂温度作单因素分析，选取 H2O2（30%）3%（o.w.f），温度60℃，70℃，80℃，90℃，95℃，练漂时间60min，NaOH 2.5%（o.w.f），精练剂1%（o.w.f），Na2SiO31.5g／L，浴比1∶15，测试结果见表4.
由表4可以看出，随着温度的升高，织物白度先上升后下降，这是由于起漂白作用的HO－2离子分解量随温度的升高先增加后减少.练漂温度为80℃时是一个拐点，织物的白度最高且增加较快，强力损失小，所以选取练漂温度为70℃，80℃，90℃作为单因素的3个水平.
2.5 硅酸钠浓度
对硅酸钠作单因素分析，选取质量分数为30%的H2O23%（o.w.f），Na2SiO30g／L，0.5g／L，1.0g／L，1.5g／L，2.0g／L，NaOH 2.5%（o.w.f），精练剂 1%（o.w.f），浴比1∶15，温度80℃，练漂时间60min.硅酸钠浓度与织物白度、强力的关系见表5.
由表5可以看出，硅酸钠浓度的变化对织物的白度和顶破强力的影响均不大，在1.5g／L时其白度和强力最稳定，所以在后续实验中把硅酸钠的量作为常数，均为1.5g／L.
表5 硅酸钠浓度与织物白度、强力的关系
2.6 练漂正交试验设计
根据上面单因素实验数据分析的结果，硅酸钠的浓度取1.5g／L，取 H2O2质量分数（A）、NaOH质量分数（B）、练漂时间（C）、练漂温度（D）作为正交试验的4个因素，每个因素取3个水平，设计正交试验，因素水平安排见表6.
2.7 练漂正交试验结果分析
根据L9（34）表设计排正交试验，以织物白度和顶破强力为优化指标，对所测得的实验数据进行计算和分析，求出不同水平下白度和强力的平均值和极差，见表7.
表6 练漂工艺因子水平表
表7 练漂正交试验及结果分析
从表7可以看出，温度对白度的影响最大，氢氧化钠浓度对强力的影响最大，以白度指标优化分析的练漂工艺为A3B1C3D3；以强力指标优化分析的练漂工艺为A1B1C2D2.最优化方案的工程平均：
（1）以白度指标计算优化工艺的工程平均：
（2）以强力指标计算优化工艺的工程平均：
针对2种参数所得出的最优化方案，进行追加实验，以白度为测试指标计算的最优方案理论目标值为77.6%，以强力为测试指标计算的最优方案理论目标值为331.4N.方案A3B1C3D3，白度值77.4%，顶破强力277N，与优化理论值差异较大；单因素分析的结果追加实验方案A1B1C2D2的白度值76.1%，顶破强力309N；对比方案A2B1C2D2的白度值76.6%，强力308.7N，与理论优化值最为接近.所以最终选方案A2B1C2D2作为练漂最优工艺.
3 结 论
（1）以织物白度和顶破强力为衡量指标，得出VILOFT碱氧一浴练漂法的最佳练漂工艺为：氢氧化钠2.5%（o.w.f），过氧化氢3%（o.w.f），硅酸钠1.5g／L，精练剂1%（o.w.f），浴比1∶15，练漂温度80℃，练漂时间60min.
（2）按照练漂最优化工艺对剩余的针织物小样进行实验并测试，对比有如下结果：练漂前针织物的白度为61.7%，顶破强力为330N；练漂后白度为76.6%，顶破强力为308.7N，织物的白度较练漂前明显提高，强力有所下降，但范围很接近，不影响织物的各项性能，说明VILOFT纤维针织物的练漂最优化工艺达到了满意的效果.
［1］王祥，张圣忠.VILOFT羊绒羊毛锦纶色纺针织纱的开发［J］.棉纺织技术，2009，37（7）：35－37.
［2］何俊，张广平.VILOFT 纤维及其产品舒适性［J］.纺织学报，2005，26（1）：84－86.
［3］赵博.VILOFT／中空涤纶／棉混纺交织双层面料的开发［J］.现代纺织技术，2006，38（3）：31－32.
［4］于加勇，丁晓娟.VILOFT纤维羊毛腈纶混纺纱的开发［J］.新纺织，2005，35（5）：31－33.
［5］许瑞超，张一平，毛慧贤.VILOFT纤维及其针织保暖内衣的研究与开发［J］.针织工业，2005，7（7）：11－13.
［6］龚新安，张守庆，韩元超.VILOFT纤维系列服装面料的开发［J］.棉纺织技术，2003，31（9）：9－11.
［7］冯永.VILOFT纤维及其性能研究［J］.上海毛麻科技，2006，31（1）：12－14.
［8］李锡军，路恩刚.VILOFT织物的染整工艺［J］.印染，2002，12（3）：42－44.
［9］MORRIS K F，LEWIS D M，BROADBENT P J.Design and application of a multifunctional reactive dye capable of high fixation efficiency on cellulose［J］.Coloration Technology，2008，124（3）：186－194.
［10］刘建平，肖君明，李江华.棉织物退煮漂汽蒸一浴工艺［J］.西安工程大学学报，2013，27（5）：582－585.
［11］ZHOU Liya，FENG Xuewei.Characterization of liquid moisture transport performance of wool knitted fabrics［J］.Textile Research Journal，2007，77（12）：951－956.
