纯棉织物的拒水拒油易去污整理

欧卫国,杨小玲,蔡云芸,娄娅娅,王春梅,*

(1.南通金仕达超微阻燃材料有限公司,江苏 南通226009;2.南通大学 纺织服装学院,江苏 南通226019)

随着生活水平的提高,人们对服装面料的功能性要求越来越多。由于棉织物手感柔软,透气透湿性好,且在天然纤维中,棉纤维的资源最丰富,所以被人们喜爱,需求最大[1]。但棉纤维的亲水性也使得它易沾湿和易被沾污,所以会对棉织物进行三防整理[2]。关于棉织物的三防整理已有不少研究报道,如王春梅等[3]将三防整理剂与易去污整理剂同浴对纯棉织物进行处理,使织物在具有拒水拒油性能的同时具有易去污性能;何方容等[4]用Z-200三防剂对棉织物进行整理得出最佳工艺条件;蒋丽云等[5]用正交试验讨论了C6整理剂整理棉及其混纺织物的影响因素。目前市场上三防整理剂的品种繁多,性能各异。本文选用雅可风FP Conc三防整理剂和无甲醛树脂Arkofix NZF对棉织物进行同浴整理,优化了整理工艺。

1 试验

1.1 材料和仪器

织物：经过前处理的纯棉织物,规格为29 tex×29 tex,197根/10 cm×193根/10 cm,由南通海汇科技发展有限公司提供。

药品：Arkofix NZF无甲醛树脂(工业级,南通海汇科技发展有限公司),六水合氯化镁(分析纯,汕头市西陇化工厂有限公司),冰醋酸(分析纯,西陇化工股份有限公司),雅可风FP Conc(工业级,上海雅运纺织化工股份有限公司),渗透剂JFC(工业级,南通朝日实业有限公司)。

仪器：EL303电子天平(梅特勒－托利多仪器(上海)有限公司),PH3－3C精密p H计(上海仪电科学仪器股份有限公司),PBI横式压染机、R-3自动定型烘干机(厦门瑞比精密机械有限公司),YB813织物沾水度测定仪(温州大荣纺织标准仪器厂),JC2000C2型接触角测量仪(上海中晨技术设备有限公司),Datacolor-SF650测色配色仪(德塔颜色商贸(上海)有限公司),YG065H型强力仪(莱州市电子仪器有限公司)。

1.2 整理工艺

1.2.1 工艺处方

1.2.2 工艺流程

浸轧整理液(二浸二轧,轧液率90%)→预烘(100℃,180 s)→焙烘(115～135℃,30～150 s)→皂洗→性能测试

1.3 性能测试

1.3.1 拒水性能

参照GB/T 4745－2012《纺织品 防水性能的检测和评价 沾水法》进行测试并评级。

1.3.2 拒油性能

通过测试接触角来评定拒油性。试验所使用的液体为花生油,其密度为0.872 g/ml,表面张力为40 m N/m。

1.3.3 易去污性能

参照FZ/T 01118－2012《纺织品 防污性能的检测和评价 易去污性》中的擦拭法测试,通过DatacolorSF650测色配色仪进行评级。沾污物为酿造老抽酱油。

1.3.4 断裂强力

参照GB/T 3923.1－2013《纺织品 织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定(条样法)》测试。

2 结果与讨论

2.1 雅可风FP Conc用量的影响

固定无甲醛树脂Arkofix NZF用量为30 g/L,催化剂MgCl2·6H2O用量为3 g/L,渗透剂JFC用量为1 g/L,改变三防整理剂雅可风FP Conc的用量配置系列整理液,调节整理液p H值为4.5。织物二浸二轧后,在100℃预烘180 s,135℃焙烘150 s。测得整理织物的性能如表1所示。

表1 雅可风FP Conc用量对整理效果的影响

由表1可知,随着三防整理剂雅可风FP Conc用量的增加,织物的拒水、拒油、易去污性能及断裂强力增加,当三防整理剂用量超过20 g/L后,织物的拒水、拒油、易去污性能基本不变,而断裂强力略有下降。这是由于随着整理剂浓度的增加,整理剂与纤维之间形成的化学键增加,但过多的化学交联会导致织物的强力下降[6],所以初步选择三防整理剂的用量为20 g/L。

2.2 Arkofix NZF树脂用量的影响

固定雅可风FP Conc的用量为20 g/L,其他条件不变,改变无甲醛树脂Arkofix NZF的用量(催化剂MgCl2·6H2O的用量按树脂用量的10%),测得整理织物的性能如表2所示。

由表2可知,皂洗之前整理织物的拒水性能都能达到100分,易去污等级能达到5级,而拒油接触角在树脂用量达到20 g/L后保持不变;皂洗后整理织物的易去污等级都相同,都为4－5级,拒水性能和拒油接触角都随着树脂用量的增加先增加后保持不变,而断裂强力随着树脂的增加而减小。综合考虑,在雅可风FP Conc三防剂用量为20 g/L时,选择无甲醛树脂用量为20 g/L。

表2 Arkofix NZF树脂用量对整理效果的影响

2.3 整理液p H值的影响

固定雅可风FP Conc用量为20 g/L,无甲醛树脂用量为20 g/L,MgCl2·6H2O用量为2 g/L,其他条件不变,将整理液调节至不同的p H值,测得整理织物的性能如表3所示。

表3 整理液p H值对整理效果的影响

由表3可知,当整理剂的p H值在4～6之间改变时,整理织物皂洗前的拒水性能、拒油接触角和易去污性能都保持不变;经过皂洗后,织物的拒水性能、拒油接触角和易去污性能都有下降趋势,而整理织物的断裂强力随着p H值的增加而降低,综合考虑,选择整理液的p H值为4。

2.4 焙烘温度的影响

整理液的工艺处方不变,焙烘时间固定为150 s,改变焙烘的温度,测得整理织物的性能如表4所示。

表4 焙烘温度对整理效果的影响

由表4可知,随着焙烘温度的增加,整理织物的三防性能逐渐提高,当焙烘温度超过130℃后基本不变,而织物的断裂强力呈下降趋势。这是由于随着温度的升高,整理剂与纤维的反应程度提高,整理的效果就越好,但温度过高会对纤维造成损伤。所以,综合考虑,选择焙烘温度为130℃。

2.5 焙烘时间的影响

整理液的工艺处方不变,焙烘温度为130℃,改变焙烘时间,测得整理织物的性能如表5所示。

表5 焙烘时间对整理效果的影响

由表5可知,随着焙烘时间的延长,整理织物的三防性能逐渐提高,当焙烘时间超过180 s后基本不变,而织物的断裂强力呈下降趋势。这是由于随着焙烘时间的增加,整理剂与纤维的反应程度提高,整理的效果就越好,但焙烘时间过长会对纤维造成损伤,而且浪费能源。所以,综合考虑,选择焙烘时间为150 s。

2.6 正交试验

固定整理液的p H值为4,选择树脂用量、雅可风FP Conc用量、焙烘温度和时间为变量进行正交试验,优化整理工艺。正交试验方案见表6,整理织物皂洗后的试验结果见表7,效果分析见表8。

表6 正交试验方案

由表8可知,对于拒水性能指标,影响最大的因素为B,最佳整理工艺为A1/3B3C1/2D2/3;对于拒油接触角,影响最大的因素为B,最佳整理工艺为A1B3C2/3 D3;对于易去污性,影响最大的因素为B,最佳整理工艺为A1/2B2C2/3D1/2;对于断裂强力,影响最大的因素为D,最佳整理工艺为A1B3C3D1。综合考虑,选择最佳整理工艺为A1B3C3D3,即Arkofix NZ树脂用量为15 g/L,雅可风FP Conc用量为25 g/L,焙烘温度135℃,焙烘时间180 s。该最佳工艺为正交试验方案中的第3组。

表7 正交试验结果

表8 性能指标数据分析

3 结语

采用雅可风FP Conc三防整理剂和无甲醛树脂Arkofix NZF同浴对棉织物进行整理,最佳整理工艺为雅可风FP Conc用量25 g/L,树脂用量15 g/L,MgCl2·6H2O用量1.5 g/L,渗透剂JFC浓度1 g/L,整理液p H值为4,100℃预烘180 s,135℃焙烘180 s。整理后的棉织物经过皂洗后拒水性能为100分,拒油接触角为152°,易去污等级为4－5级。