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  • 涂层机之户外运动锦纶面料的超泼水防风抗紫外整理

    发布时间:2022-06-11 点击:

    定型机涂层机专业生成厂家无锡前洲兴华机械2022年6月11日讯 锦纶纤维具有优异的强力、耐磨性能,回潮率为4.5%~7%,织物手感柔软,质感轻盈,穿着舒适,具有良好的服用性能,在合成纤维中占有重要的地位。近年来,随着超细纤维的发展,大大提高了锦纶以及锦纶混纺面料的轻便、舒适等附加值,尤其适宜于制作户外运动面料,如登山服、泳衣等。


    高密锦纶纤维织物采用冷轧堆前处理;185℃预定形时,添加20g/L抗黄变剂RUCOGEN NOX;采用酸性染料染色,加入抗紫外整理剂CEL;防水防油后整理时,添加适量交联剂CA-A-01,以提高其耐久性;并进行一定压力的轧光处理,以提高其抗钻绒性。通过分析工艺的各因素,提出了相关的注意事项。经该工艺生产的高密锦纶纤维织物,手感柔软,光泽柔和,具有超强泼水耐洗性、抗紫外和抗钻绒等功能,提升了产品的附加值。


    作者:张建国 钱琴芳 吴中华 陈婷


    前言


    锦纶纤维具有优异的强力、耐磨性能,回潮率为4.5%~7%,织物手感柔软,质感轻盈,穿着舒适,具有良好的服用性能,在合成纤维中占有重要的地位。近年来,随着超细纤维的发展,大大提高了锦纶以及锦纶混纺面料的轻便、舒适等附加值,尤其适宜于制作户外运动面料,如登山服、泳衣等。


    在锦纶织物上施加防水、防油和防污整理剂,改变织物的表面性质(降低织物表面张力),从而获得抗沾污和易去污等效果;通过轧光后处理,进一步提高面料的抗钻绒性,以更好地应用于羽绒服面料。


    本文就户外运动面料的功能整理,如超强泼水、抗紫外和防风等产品的开发,作简单介绍。

    01
    工艺流程和测试方法


    1.1 织物


    织物:全消光FDY 22.2 dtex/24 f锦纶长丝(上浆)×全消光FDY 22.2 dtex/24 f锦纶长丝 770根/lOcm×740根/10cm,162cm,55g/m2(采用平纹组织在津田驹系列喷水织机上织造)。


    1.2 工艺流程


    退卷、缝头→退浆前处理(冷堆,平幅退浆水洗)→预定形→染色(抗紫外整理,超防水纳米材料预处理)→固色→脱水→开幅→后整理(烘干,防水拉幅定形)→轧光一检验、码布、包装。


    1.3 测试方法


    (1) 拒水性根据AATCC 22-2005《纺织品拒水性测试喷淋法》,采用YH286型织物沾水度仪测定;

    (2) 拒油性根据AATCC 11.8-1997《拒油性:耐烃类化合物试验》,测定织物的拒油性;

    (3) 断裂强力按GB/T 3923.1-1997《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》方法测定;

    (4) 撕破强力按GB/T3917.2-2009《纺织品织物撕破性能第2部分:裤型试样(单缝撕破强力的测定》方法测定;

    (5) 接缝滑移按GB/T13772.2-2008《纺织品机织物接缝处纱线抗滑移的测定第2部分定负荷法》测定;

    (6) 耐洗性按AATCC 135-2010《织物家庭洗涤尺寸变化》测定;

    (7) 透气性按GB/T5453-1997《纺织品织物透气性的测试》,在每块试样不同部位测10次,取平均值;

    (8) 摩擦牢度按照GB/T3920-1997纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》,用Y507L型摩擦牢度仪测定固色前后的摩擦牢度;

    (9) 防紫外线性能按GB/T18830《纺织品防紫外线性能的评定》测定;

    (10) 耐水洗色牢度按IS0105/C06: 2010《纺织品色牢度试验第C06部分:耐家庭和商业洗涤色牢度.A2S》测定;

    (11) 耐汗渍色牢度按IS0105/E04: 2008《纺织品色牢度试验第E04部分:耐汗渍色牢度》测定:

    (12) 防钻绒按GB/T12705.1-2009《纺织品织物防钻绒性试验方法第1部分:摩擦法》测定。

    02
    染整工艺探讨


    2.1 退浆前处理


    2.1.1 冷堆


    采用冷堆工艺+ 高效平幅退浆水洗进行前处理。

    工艺处方/(g.L-1):

    液碱        100

    去油剂TF-115C  5

    四合一精练剂TF-170  5

    带液率/%    30

    温度/℃    24

    时间/h       36


    2.1.2 高效水洗


    一般锦纶织物织造浆料中含有硅油润滑剂,需进行去油前处理。如果坯布不除油,高温定形时硅油会发生交联,吸附在锦纶丝上,染色时会严重阻碍酸性染料上染,从而导致染花。


    在平幅退浆机的前处理槽中加入退浆、乳化、防止浆料(油、蜡剂)反沾等功能的助剂,并借助水洗槽的高频率超声波振荡功能,对完成冷堆的坯布进行水洗处理,洗除冷堆过程中织物上已降解、皂化、乳化和碱水解的浆料、油剂和杂质,加速氧化产物的化学降解及碱的水解,为后续染色做准备。


    处理工艺/(g.L-1):

    氧化退浆剂TF-127K   5

    螯合分散剂TF-188A   2

    除油剂TF-126    2

    液碱        20

    温度/℃      98

    车速/(m.mm-1)   80


    2.2 预定形


    锦纶纤维具有较高的结晶度,通过预定形,可以使结晶区和非结晶区的排列变得有序,降低或消除锦纶纤维在纺丝牵伸,以及织造加工中产生的应力不匀,有效提高染色均匀度。预定形还可以提高织物表面的平整度和抗皱能力,减少织物在染色中因运行产生的皱印及织物回缩皱,同时增加织物在后续加工中的尺寸稳定性。然而,锦纶织物在高温条件下,会损伤弹力,末端氨基极容易被氧化(酸性染料发色基团),破坏锦纶的染色性能。因此,在预定形时,采用20g/L抗黄变剂RUCOGEN NOX,对白色锦纶织物进行浸轧整理。


    表1 RUCOGENNOX抗高温黄变效果

    结果


    未定形


    使用抗黄变剂

    190℃定形60s

    未使用抗黄变剂

    190℃定形60s

    白度

    82.03

    79.3

    40.23


    在预定形时,采用20g/L抗黄变剂RUCOGEN NOX对锦纶织物进行浸轧整理,不同的预定形温度对上色率和撕破强力有影响。


    抗黄变整理剂RUCOGEN NOX是一种高分子化合物,分子链上含有各种不同类型的抗氧化活性基团,其在高温条件下分解生成的活性基,能够捕捉锦纶织物在高温条件下降解生成的自由基,切断自由基链反应,从而防止共轭有色化合物的生成,减少锦纶织物在高温条件下的黄变。


    从表1可以看出,未经过抗黄变整理直接高温定形,布面白度大幅降低;而使用高温抗黄变剂RUCOGEN NOX,布面泛黄现象明显减轻,这说明抗黄变剂对纤维有较好的保护作用。


    确定预定形处理工艺如下:

    抗黄变剂RUCOGEN NOX/(g.L-1)  20

    pH值调节剂RUCO-ACID ABS/(g.L-1)  2

    轧液率/%  30

    温度/℃  180

    车速/(m.min-1)  60


    2.3 染色和抗紫外线整理


    2.3.1 染色

    锦纶产品通常在弱酸性染浴中进行染色,通过控制匀染剂、染色温度、升温速率和染液pH值等工艺参数,以达到匀染目的。为了提高织物拒水、拒油和防污的耐洗性能,在染色过程中加入阴离子助剂ECO-EVER(含分散剂)。该助剂是高分子纳米材料,在染色中借助分散剂的作用,纳米粒子能高度分散在纱线之间、纤维之间和纤维表面。在后整理防水加工中,阴离子助剂ECO-EVER与有机氟树脂在纤维表面形成一层很薄而致密的膜,阻止油污的进一步渗透,大大提高了拒水、拒油、防污性能以及耐洗性。


    锦纶织物的抗紫外线的能力一般都较差,在染色时可加入紫外线吸收剂CEL。该助剂对紫外线有强烈的选择性吸收,并能进行能量转换而减少它的透过量,提高面料品质。


    以深咖啡色为例

    工艺处方:

    A)

    冰醋酸/(g.L-1)  1.5

    抗紫外吸收剂CEL/% (omf)  4

    ECO-EVER/% (omf)  5

    酸性匀染剂TF-217F/(g/L-1)  2


    B)

    酸性藏青M-R(雅运)/%(omf)  1.35

    酸性黄M-2R(雅运)/%(omf)  3.35

    酸性酱红M-B(雅运)/%(omf)  1.15

    C)

    阴离子固色剂NBS(拓纳)/(g.L-1)  2

    冰醋酸/(g.L-1)  2

    pH值   4~4.5


    2.3.2 固色

    为提高酸性染料染色后锦纶织物的湿处理牢度,采用阴离子固色剂NBS对锦纶染色织物(咖啡色)进行固色处理。阴离子固色剂NBS用量对色牢度性能的影响见表2~5。


    表2 阴离子固色剂NBS用量对摩擦牢度的影响

    涂层机,定型机,地毯机,地毯背胶机,静电植绒机


    表3 阴离子固色剂NBS用量对水洗牢度的影响

    涂层机,定型机,地毯机,地毯背胶机,静电植绒机


    表4 阴离子固色剂NBS用量对碱性汗渍牢度的影响

    涂层机,定型机,地毯机,地毯背胶机,静电植绒机

    表5 阴离子固色剂NBS用量对酸性汗渍牢度的影响

    涂层机,定型机,地毯机,地毯背胶机,静电植绒机


    由表2~5知,NBS固色剂能提高各项色牢度,用量在2.0g/L时效果最好。NBS固色剂为高分子化合物,内含磺酸根基团,可与锦纶纤维之末端氨基键合,生成微溶或不溶于水的盐类,在织物上形成网状结构,封闭染料的水溶性基团,包覆染料,防止染料在水中电离和溶解而脱落,提高色牢度。该固色剂是分子质量较大的阴离子助剂(带负电荷),由于氢键、范德华力使固色剂附着于纤维表面,且酸性染料本身带负电荷,由于两者相斥的缘故,减少纤维内部染料迁移出来,达到增进牢度之目的。


    2.3.3 抗紫外线整理

    在染色加工400T尼丝纺织物咖啡色时,分别加入2%(omf)和4%(omf)抗紫外整理剂,测试抗紫外性能,结果见表6。


    表6 抗紫外整理剂及轧光效果

    涂层机,定型机,地毯机,地毯背胶机,静电植绒机


    从表6可以看出,在未使用抗紫外助剂时,锦纶织物的抗紫外能力较差;使用抗紫外整理剂4%时,织物的抗紫外能力有明显提升,轧光后织物更紧密,抗紫外效果更佳。


    2.4 后整理


    2.4.1 防水防油和轧光整理

    使用防水防油整理剂CN-A-03进行处理,提高防水防油的耐洗性。如2.3.1节所述,染色时添加的纳米材料ECOEVER与交联剂与拒水整理剂协合作用,交联剂用量为拒水整理剂用量的10%,结果见表7。


    工艺处方/(g.L_1):

    防水防油剂CN-A-03  60

    渗透剂CN-A-02   2

    交联剂CN-A-01   6

    硅酮体柔软剂米加索特JET-LF  2

    轧余率/%    30

    预烘温度/℃    100

    预烘车速/(m.min_1)   50

    焙烘温度/℃   170

    焙烘车速/(m.min_1)   60


    表7 交联剂对织物防水防油耐洗性能的影响

    涂层机,定型机,地毯机,地毯背胶机,静电植绒机


    由表7知,在常规工艺中,随着水洗次数增加,整理织物的拒水拒油效果下降。这是因为水洗后,部分交联程度较低的拒水整理剂被洗除,织物表面含氟量下降,表面膜变得不连续且凹凸不平,因而织物拒水拒油效果下降。而在改进工艺中,添加交联剂及纳米材料对织物的初始拒水拒油效果基本无影响,但耐洗性得到明显改善。这是因为交联剂两端反应性基团可分别与纤维和拒水整理剂反应,在纤维上形成三维网状结构,增加了纤维分子间滑移的摩擦阻力;而阴离子纳米材料的添加更增强了这一性能,减少了水洗过程中纤维表面整理剂的洗除。


    2.4.2 轧光整理

    轧光整理是织物通过弹性软辊与金属热辊组成的轧点时,在施压区中因软辊变形,辊径变化使织物角速度产生微小差异造成微滑动,通过表面剪切和压搓作用,使纤维在压区中受热而达到玻璃化温度从而产生塑化并“流动”,受到缓和搓动,从而使织物表面的紧度趋于一致,并使与金属辊接触的织物表面平滑,减小交织点间的空隙,达到理想的织物气密性和织物表面光洁度。


    影响织物轧光效果的主要技术参数有压区数(两辊或三辊)、生产车速、织物张力控制、线压力、热辊温度等。采用适宜的工艺参数,即线压力60kN/m,车速50m/min,热辊温度165℃,可达到对产品的质量要求。


    2.4.3 拒水拒油+轧光对织物机械性能的影响

    按优化工艺,以不同用量整理剂整理锦纶,整理织物的各项性能见表8。


    表8整理后锦纶织物的机械物理性能

    涂层机,定型机,地毯机,地毯背胶机,静电植绒机


    由表8可知,锦纶织物经拒水整理剂整理后,断裂强力有所下降,撕破强力提高。这是因为整理剂可在纤维表面形成一层光滑的膜,使纱线间的摩擦阻力降低,纱线间容易滑移,受力三角区变大而使织物撕破强力有所提高。


    2.4.4 轧光整理对织物透气性、防钻绒性的影响物的透气性能虽有较大程度减少,但对织物的透湿量影响不大,抗钻绒性有明显的提高,且减少了化学涂层助剂的使用(见表9)。


    表9 轧光整理后锦纶织物防钻绒效果和透气性

    涂层机,定型机,地毯机,地毯背胶机,静电植绒机

    03
    结论


    1. 选用冷堆前处理对高支高密锦纶纤维织物进行前处理,织物全过程低张力运行,减少折皱的产生。


    2. 预定形时使用抗黄变剂以对锦纶纤维易氧化基团起保护作用,降低高温黄变现象,但织物的上染率会有所降低。


    3. 染色加工时,添加紫外线吸收剂可提高锦纶织物的抗紫外能力,改善面料品质。


    4. 对于耐洗性和织物手感要求较高的拒水拒油产品,整理工作液中可添加适量的交联剂及撕裂牢度提升剂JET-LF。结果是织物断裂强力有所下降,撕破强力有所提升,对防水耐久性无影响。


    5.  轧光整理会对织物的物理性能(断裂强力、接缝滑移、撕破强力)、初始防水性及耐洗性产生一定影响,但不影响织物产品性能。采用轧光整理后,高密锦纶面料无需再进行涂层处理,即可达到优良的防钻绒性。

    来源:印染学习与交流


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