德科納米材料在紡織品后整理中的應(yīng)用
0.前言
功能紡織面料整理技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)、精細(xì)化工與染整技術(shù)和合成纖維加工技術(shù)相結(jié)合的邊緣技術(shù)。其關(guān)鍵問題是從化工方面如何進(jìn)行功能整理的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計和合成;從科學(xué)方面研究該功能整理劑的功能效果和安全性等;從染整技術(shù)方面和合成纖維加工技術(shù)方面要解決功能整理劑和纖維的結(jié)合以及各項牢度、強(qiáng)力、白度及透氣性等問題。[1]
TEXCOTE整理劑是源自瑞典的納米專利技術(shù),于1992年完成納米技術(shù)的處理方程式,2002年完成納米技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用,是現(xiàn)代化工、科學(xué)與染整技術(shù)高度結(jié)合的體現(xiàn)。
1.TEXCOTE整理劑介紹
1.1基本性狀
離子性:弱陽離子;pH:4~6;比重:1g/m2;外觀:乳白色液體。適用于棉、麻、毛、絲,化纖及混紡的梭織、針織物。
1.2基本原理
1.2.1防水、防油、防污三防的基本原理
傳統(tǒng)的防油拒水原理主要通過改變纖維的表面性能,使其臨界表面張力降低,從而達(dá)到目的。TEXCOTE整理劑是通過化學(xué)手段將100納米尺寸的物質(zhì)顆粒附著在纖維表面。由于該物質(zhì)顆粒的精細(xì)和微小可以在纖維的表面形成一個均勻、間隙及其微小的(100納米尺度)保護(hù)層。正是由于這種保護(hù)層的存在,使得經(jīng)處理的纖維表面特性發(fā)生變化,水滴、塵埃、污漬和油滴難以滲透到纖維內(nèi)部,而只能停留在纖維表面,從而產(chǎn)生對織物的保護(hù)作用。同時,由于形成保護(hù)層的物質(zhì)顆粒極其微小,幾乎不改變織物原有的特征,如外觀、顏色、柔軟度、透氣性等。
1.2.2抗菌的基本原理
TEXCOTE整理劑溶入了粒徑在6~20納米的TiO2。納米TiO2作為一種高效的光催化材料,其無毒、無味、無刺激性、不燃燒、熱穩(wěn)定好等優(yōu)點以及它的光效寬、抗菌作用快、特效長等特性,其所具有的抗菌、除臭、防霧和凈化空氣四大功能得到國際認(rèn)證。通過后整理方式可使TiO2均勻分布在纖維的表面,從而形成納米層級的光觸媒膜,極易接受到光而被激發(fā),產(chǎn)生抗菌效果。[2]
1.3安全環(huán)保測試
1.3.12009年6月12日通過Oeko–Tex Standard 100測試,不含甲醛、PFOA、PFOS,重金屬含量小于0.01ppm,OPP、PCP、TeCP小于0.01ppm,特別是PFOS含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于目前歐美市場對防水整理的要求標(biāo)準(zhǔn)(<0.05ppm)。
1.3.22004年3月1日通過香港標(biāo)準(zhǔn)及檢定中心的抗菌測試,其中抗大腸桿菌為97.6%,抗肺炎克雷伯氏菌為99.5%,抗金黃色葡萄菌為96.6%。
2.生產(chǎn)工藝流程及參數(shù);
坯檢→包縫→前處理→染色→浸軋TEXCOTE整理液→焙烘→預(yù)縮。
2.1織物規(guī)格及設(shè)備
2.1.1織物規(guī)格
16*12 108*5643/44紗卡
16*16 64*12843/4411條燈芯絨
2.1.2設(shè)備
ZLQZR 991-180汽蒸染色機(jī)ZLMD 991熱風(fēng)拉幅寬型機(jī)LMA 451B預(yù)縮整理機(jī)MONFONGS-328熱風(fēng)拉幅寬型機(jī)
2.2染色
染色時所選用的染料和染色下機(jī)布的質(zhì)量對TEXCOTE整理的效果有著直接性的影響。
2.2.1染料的選擇
對要求進(jìn)行TEXCOTE整理的織物染色時,要選擇還原染料或活性染料,不能選用硫化染料。原因如下:一、硫化染料中游離的S易與整理液中的H+和空氣中的O2生成硫酸,對織物的強(qiáng)力造成劇烈的不可修復(fù)的損傷;二、硫化染料屬半偶氮染料,對人體健康存有潛在的危害,并且生產(chǎn)過程中,產(chǎn)生的多硫化物對生態(tài)環(huán)境也會造成很大的傷害;三、硫化染料織物的色牢度差、色光不穩(wěn)定,易發(fā)生儲存變色。
2.2.2染色殘留助劑的去除
由于染料化學(xué)結(jié)構(gòu)和染色工藝的需要,染色過程往往添加多種輔助助劑,這些助劑在水洗過程中要求完全洗凈去除。一旦布面殘留表面活性劑,就會對TEXCOTE的效果產(chǎn)生極大的破壞削弱作用。其削弱作用重點體現(xiàn)在耐靜水壓和淋水(AATCC22)測試兩個方面。經(jīng)過試驗發(fā)現(xiàn),使用清洗劑能有效去除布面殘留的表面活性劑,使耐靜水壓測試由原來的240mm提高到400~420mm。
2.2.3布面pH值的控制
TEXCOTE整理劑系弱陽離子乳液,為了促進(jìn)整理劑與纖維結(jié)合的穩(wěn)定性和堅牢性,染色下機(jī)布的布面pH值需控制在5.8~6.5.布面pH值偏高,會使TEXCOTE整理劑穩(wěn)定性下降,極易發(fā)生破乳。
2.2.4落布含潮和溫度的控制
染色下機(jī)布的含潮通??刂圃?%,含潮過大,降低軋余率并影響其均一性;含潮過小,浪費(fèi)蒸汽,還致使布面溫度升高。落布溫度要求必須低于40℃。在后道浸軋TEXCOTE工作液中,隨著加工數(shù)量的增加,布面的溫度會不斷傳遞給軋液,使原來常溫的軋液升高到40℃以上。這時,就會出現(xiàn)團(tuán)聚破乳、粘輥粘軸現(xiàn)象。解決的方法就是給軋槽過冷流水降溫。
2.3浸軋TEXCOTE整理液
通常,印染后整理采用浸軋工藝,其工作效率高,前后一致性好。
2.3.1整理液pH值的控制
TEXCOTE整理劑系弱陽離子乳液,需調(diào)整溶液的pH值至5.5~6.0。在調(diào)整pH值可以選用醋酸、檸檬、AC酸。一般使用醋酸,成本較低,但必須對醋酸進(jìn)行分析化驗,確定其中是否含硫酸。一旦醋酸中混入硫酸,在后道焙烘過程中也會對織物的強(qiáng)力造成損傷。
2.3.2整理液濃度的控制
TEXCOTE整理劑要求在布面的含量達(dá)到2~3%(o.w.f),浸軋工藝中用量控制在40~60g/L。另外,該整理劑對織物手感的影響很小,不用再添加其它柔軟劑。但是對要求特殊柔軟的訂單,還需加入柔軟劑。選用柔軟劑要選擇改性聚硅氧烷結(jié)構(gòu)的平滑型的,其分子量相對較大,對TEXCOTE效果的負(fù)面影響很小。我司采用柔軟劑WS,用量控制在10~20g/L。
2.4焙烘
織物均勻浸軋TEXCOTE整理液烘干后,需通過熱處理焙烘才能獲得耐久的整理效果。焙烘可采用如下兩種工藝:160℃*3min或170℃*30~40sec。
焙烘不足會影響其功能效果,其原因:一、反應(yīng)性官能團(tuán)的鍵合不充分;二、TEXCOTE高分子熱運(yùn)動受到影響而未能充分在織物表面擴(kuò)散,與織物結(jié)構(gòu)之間不能充分交聯(lián),以致在纖維表面附著不牢;三、未能使功能基團(tuán)密集定向排列。同時也要注意,焙烘溫度不要超過TEXCOTE整理劑的熔融溫度,以免引起熱分解。[3]
2.5預(yù)縮
預(yù)縮的目的是控制織物的縮水率并進(jìn)一步提高織物的柔軟度。其關(guān)鍵是要檢測預(yù)縮前的縮水率,特別是經(jīng)向,以確定機(jī)縮值。
2.6成品檢測結(jié)果
|
拉力/N |
撕力/N |
幅寬 |
緯斜 |
克重 |
防油/級 |
防水/級 |
||||||||||
T |
W |
T |
W |
cm |
% |
g/m2 |
洗前 |
20次 |
洗前 |
20次 |
|||||||
11條 |
575 |
310 |
26 |
14 |
108 |
2.8 |
303 |
6 |
5 |
5 |
4 |
||||||
紗卡 |
586 |
366 |
16 |
16 |
114 |
3.6 |
270 |
6 |
4 |
5 |
3.5 |
3.結(jié)論
(1)TEXCOTE整理劑是納米技術(shù)在紡織品工業(yè)化應(yīng)用的典范,獨特的化學(xué)構(gòu)成,使之兼具三防和抗菌功能,特別是不含PFOA和PFOS。
(2)TEXCOTE整理劑在純棉織物浸軋工藝為:HAc:1.5ml/L,TEXCOTE:40g/L,WS:10g/L,170℃*40sec焙烘。經(jīng)處理后,織物會保持原來的透氣性,色澤保真持久,抗起毛起球,符合國際環(huán)保條例。
(3)由于工廠設(shè)備不同,具體應(yīng)用工藝稍有差異。為了面對激烈的市場競爭,助劑商與面料商、面料商與面料商之間要切實加強(qiáng)實質(zhì)性的技術(shù)交流。實質(zhì)性的技術(shù)交流并不意味著企業(yè)核心競爭力的流失。
參考文獻(xiàn):
1.馬樹勝、王興福,紡織功能整理劑與相關(guān)功能面料。《第五屆功能性紡織品及納米材料技術(shù)研討會論文集》
2.納米TiO2整理劑提升紡織品功能的應(yīng)用和實踐?!兜谖鍖霉δ苄约徔椘芳凹{米材料技術(shù)研討會論文集》
3.楊棟樑,拒水、拒油和防污、易去污整理。《楊棟樑染整技術(shù)文集》。
擴(kuò)展閱讀:https://www.yingjietex.com/product/Soft-Shell-Lamination-fabric.html
擴(kuò)展閱讀:https://www.alltextile.cn/product/product-94-547.html
擴(kuò)展閱讀:https://www.alltextile.cn/product/product-8-571.html
擴(kuò)展閱讀:https://www.china-fire-retardant.com/post/9655.html
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