常见涂层织物中涂层去除方法概述

管雯珺,卢开新,戴 晴

(上海市质量监督检验技术研究院,上海200040)

近年来,涂层纺织品的产量已超过世界纺织品总量的四分之一[1],织物经过涂层处理,不仅可以改变织物本身的风格、用途,还可以赋予织物特定的功能,如抗静电、防水、防紫外线等,大大满足了人们追求高性能服装面料的需求,但是在对织物进行成分分析时,却增加了检测工作的难度。织物经过涂层整理后,这些涂层与织物表面形成良好的粘结,很难通过物理方法去除。涂层与纤维的粘结不仅增加了织物基布纤维成分定性鉴别的难度,也使得纤维成分的定量测试变得不准确,所以必须对涂层进行有效去除,来改善织物在成分分析时对于纤维种类及含量测试的准确性。

根据分子结构的不同,将涂层整理剂进行分类[2],主要有聚氨酯类涂层(PU)、聚丙烯酸酯类涂层(PA)、聚氯乙烯类涂层(PVC)、有机硅类及橡胶乳液涂层等[3]。由于有机硅类和橡胶乳液类涂层应用相对较少,所以本文主要以PU、PA、PVC涂层织物为分析对象,说明它们在几种常见溶剂中的溶解性,并深入分析溶剂对几种常见基布纤维的损伤,为涂层织物成分定性定量分析提供参考。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

仪器:Satorius BSA2245-CW分析天平(德国赛多利斯集团),精确度为0.000 1 g;Memmert E型恒温烘箱(德国 Memmert公司),温度控制在105℃左右;DKZ-2型电热恒温振荡水浴锅(上海福玛实验设备有限公司)。以上设备均具有良好的稳定性,确保试验结果可靠。

试剂:N,N-二甲基甲酰胺,环己酮,丙酮,四氢呋喃,乙酸乙酯(国药集团化学试剂有限公司,分析纯)。

1.2 试验步骤及方法

根据对日常工作的总结,常见涂层织物的基布材料主要有纯棉、涤纶、锦纶、涤棉混纺等4大类,所以本文也主要选用这4种涂层织物基布来进行试验。

1.2.1 溶剂的选择

利用5种溶剂分别对纯棉、涤纶、锦纶、涤棉织物为基布的PU、PA、PVC涂层织物进行涂层去除处理。本试验在恒温振荡水浴锅中进行,以此来控制试验温度,根据5种溶剂的沸点来确定温度梯度,通过对比在不同温度下涂层的去除情况,来确定合适的溶剂和处理条件[4-5]。

1.2.2 基布纤维修正系数

对4类织物基布进行处理,以烘燥后的重量为参考依据,来确定溶剂在进行PU、PA、PVC涂层去除处理过程中织物基布的质量修正系数[6],整个处理过程在室温中进行(由于室温每天会有些许差异,所以在恒温室中进行)。

以1∶100的浴比分别在具塞烧瓶中放入织物基布与对应试剂,然后手动摇动具塞烧瓶,使样品与溶剂充分且均匀接触并浸没在溶剂中。将三角烧瓶放入恒温振荡水浴锅中,使其剧烈振荡并保持30 min左右,然后将织物放到玻璃砂芯坩埚中,根据一般的处理步骤先真空抽吸排液,然后用相应温度的溶剂充分清洗3次,再真空抽吸排液,再用冷水充分洗涤,最后将坩埚和织物真空抽吸排液,并烘干、冷却、称重[7]。上述步骤只是参考步骤,如若没有清洗干净,可以适当增加清洗次数,以得到去除涂层后织物基布的质量修正系数。

2 结果与讨论

2.1 不同溶剂在不同温度下对涂层的剥离效果

用5种溶剂分别对选用的4大类织物基布在不同温度、相同试验环境中进行处理,处理时间大约30 min,然后观察各类涂层织物的涂层去除情况,结果见表1-3。

表1 不同溶剂对PU涂层的溶解情况

由表1可知,DMF、THF可使4种PU涂层织物的涂层溶解,涂层从基布表面去除得比较干净,而环己酮只能使得涂层部分溶解,乙酸乙酯和丙酮不适用于去除4种PU涂层织物的涂层。考虑到THF毒性比较大,所以尽可能使用DMF。

表2 不同溶剂对PA涂层的溶解情况

由表2可知,对于这4类PA涂层织物,THF和环己酮可以很好地溶解PA涂层,而且速度也相对于其他4种溶剂较快,涂层去除得也比较干净,而DMF只能去除部分涂层,乙酸乙酯和丙酮不适用于去除PA涂层织物的涂层。由于THF有较大毒性,所以尽可能选用环己酮。

表3 不同溶剂对PVC涂层的溶解情况

由表3可知,THF可以很好地去除这4种PVC涂层织物的涂层,速度也相对较快,去除效果非常好,而DMF只能溶解部分涂层,乙酸乙酯和丙酮不适用于去除PVC涂层织物的涂层。

2.2 涂层溶剂对涂层织物基布纤维的影响

2.2.1 涂层溶剂对4种织物基布的质量修正系数

质量修正系数按式(1)计算:

式中 m0为溶剂处理前不溶纤维干重(g);m1为溶剂处理后不溶纤维干重(g);d为织物基布纤维在溶剂处理时的质量修正系数。

按照1.2.2的试验步骤及2.1的试验结果,用确定的3种溶剂对4大类常见织物基布进行处理,并分析织物在处理过程中溶剂对它们的损伤,以此来确定每种织物基布的重量修正系数。

由表4数据可知,不同的织物基布经过不同的溶解试剂处理,d值均为1.000,这说明所选的3种试剂,包括DMF溶剂、THF溶剂、环己酮在室温条件下对这4种常用涂层基布基本没有影响,可用于涂层织物涂层的去除。

表4 3种溶剂处理前后不同基布的质量变化

2.2.2 其他考虑因素

根据FZ/T 01057.4-2007中附录A常用纺织纤维的溶解性能可知,DMF溶剂、THF溶剂、环己酮溶剂可能会对其他纤维造成损伤,包括醋酯纤维、三醋酯纤维及氨纶等比较常见的纤维[8],所以对于含有其他纤维的涂层织物在选择处理试剂时,需要重新考虑这3种溶剂对他们的溶解性,以防对织物成分的定量分析产生影响。

除此之外,纤维的溶解性能受温度的影响比较大,在同一溶剂中,很多纤维在常温下不溶解,在煮沸状态下可能会溶解[9],所以在对涂层进行剥离处理时,需要着重注意溶剂种类及处理温度。

3 结论

(1)DMF、THF可使PU涂层织物的涂层溶解,涂层从基布表面去除得比较干净,但是考虑到THF毒性比较大,所以选用DMF对其进行处理。

(2)THF和环己酮对PA涂层剥离效果较好,但是环己酮毒性小,所以选用环己酮对其进行处理。

(3)THF对PVC涂层剥离效果较好,常温下即可,所以选用THF对其进行处理。

(4)DMF、THF及环己酮在常温条件下对涤纶、棉、锦纶及涤棉等常用涂层基布修正系数d值为1.000,基本没有影响。

(5)DMF、THF、环己酮可能对其他纤维织物造成损伤,如含有醋纤、三醋纤等纤维的织物,所以对于含有其他纤维的涂层织物,在选择涂层剥离剂时需进一步研究。