盛虹集團 張建國 錢琴芳 吳中華 陳婷

 

錦綸纖維具有優異的強力、耐磨性能，回潮率為4.5%～7%，織物手感柔軟，質感輕盈，穿著舒適，具有良好的服用性能，在合成纖維中占有重要的地位。近年來，隨著超細纖維的發展，大大提高了錦綸以及錦綸混紡面料的輕便、舒適等附加值，尤其適宜于制作戶外運動面料，如登山服、泳衣等。

 

高密錦綸纖維織物采用冷軋堆前處理；185℃預定形時，添加20g/L抗黃變劑RUCOGEN NOX;采用酸性染料染色，加入抗紫外整理劑CEL;防水防油后整理時，添加適量交聯劑CA-A-01，以提高其耐久性；并進行一定壓力的軋光處理，以提高其抗鉆絨性。通過分析工藝的各因素，提出了相關的注意事項。經該工藝生產的高密錦綸纖維織物，手感柔軟，光澤柔和，具有超強潑水耐洗性、抗紫外和抗鉆絨等功能，提升了產品的附加值。

 

前言

 

錦綸纖維具有優異的強力、耐磨性能，回潮率為4.5%～7%，織物手感柔軟，質感輕盈，穿著舒適，具有良好的服用性能，在合成纖維中占有重要的地位。近年來，隨著超細纖維的發展，大大提高了錦綸以及錦綸混紡面料的輕便、舒適等附加值，尤其適宜于制作戶外運動面料，如登山服、泳衣等。

 

在錦綸織物上施加防水、防油和防污整理劑，改變織物的表面性質（降低織物表面張力），從而獲得抗沾污和易去污等效果；通過軋光后處理，進一步提高面料的抗鉆絨性，以更好地應用于羽絨服面料。

 

本文就戶外運動面料的功能整理，如超強潑水、抗紫外和防風等產品的開發，作簡單介紹。

 

1. 工藝流程和測試方法

 

1.1 織物

 

織物：全消光FDY 22.2 dtex/24 f錦綸長絲（上漿）×全消光FDY 22.2 dtex/24 f錦綸長絲 770根/lOcm×740根/10cm，162cm，55g/m2（采用平紋組織在津田駒系列噴水織機上織造）。

 

1.2 工藝流程

 

退卷、縫頭→退漿前處理（冷堆，平幅退漿水洗）→預定形→染色（抗紫外整理，超防水納米材料預處理）→固色→脫水→開幅→后整理（烘干，防水拉幅定形）→軋光一檢驗、碼布、包裝。

 

1.3 測試方法

 

(1) 拒水性根據AATCC 22-2005《紡織品拒水性測試噴淋法》，采用YH286型織物沾水度儀測定；

(2) 拒油性根據AATCC 11.8-1997《拒油性：耐烴類化合物試驗》，測定織物的拒油性；

(3) 斷裂強力按GB/T 3923.1-1997《紡織品織物拉伸性能第1部分斷裂強力和斷裂伸長率的測定》方法測定；

(4) 撕破強力按GB/T3917.2-2009《紡織品織物撕破性能第2部分：褲型試樣（單縫撕破強力的測定》方法測定；

(5) 接縫滑移按GB/T13772.2-2008《紡織品機織物接縫處紗線抗滑移的測定第2部分定負荷法》測定；

(6) 耐洗性按AATCC 135-2010《織物家庭洗滌尺寸變化》測定；

(7) 透氣性按GB/T5453-1997《紡織品織物透氣性的測試》，在每塊試樣不同部位測10次，取平均值；

(8) 摩擦牢度按照GB/T3920-1997紡織品色牢度試驗耐摩擦色牢度》，用Y507L型摩擦牢度儀測定固色前后的摩擦牢度；

(9) 防紫外線性能按GB/T18830《紡織品防紫外線性能的評定》測定；

(10) 耐水洗色牢度按IS0105/C06: 2010《紡織品色牢度試驗第C06部分：耐家庭和商業洗滌色牢度．A2S》測定；

(11) 耐汗漬色牢度按IS0105/E04: 2008《紡織品色牢度試驗第E04部分：耐汗漬色牢度》測定：

(12) 防鉆絨按GB/T12705.1-2009《紡織品織物防鉆絨性試驗方法第1部分：摩擦法》測定。

 

2 .染整工藝探討

 

2.1 退漿前處理

 

2.1.1 冷堆

 

我廠采用冷堆工藝+ 高效平幅退漿水洗進行前處理。

工藝處方/(g.L-1)：

液堿                          100

去油劑TF-115C                 5

四合一精練劑TF-170            5

帶液率/％                     30

溫度/℃                       24

時間/h                        36

 

2.1.2 高效水洗

 

一般錦綸織物織造漿料中含有硅油潤滑劑，需進行去油前處理。如果坯布不除油，高溫定形時硅油會發生交聯，吸附在錦綸絲上，染色時會嚴重阻礙酸性染料上染，從而導致染花。

 

在平幅退漿機的前處理槽中加入退漿、乳化、防止漿料（油、蠟劑）反沾等功能的助劑，并借助水洗槽的高頻率超聲波振蕩功能，對完成冷堆的坯布進行水洗處理，洗除冷堆過程中織物上已降解、皂化、乳化和堿水解的漿料、油劑和雜質，加速氧化產物的化學降解及堿的水解，為后續染色做準備。

 

處理工藝/（g.L-1）：

氧化退漿劑TF-127K             5

螯合分散劑TF-188A             2

除油劑TF-126                  2

液堿                          20

溫度/℃                       98

車速/(m．mm-1)                 80

 

2.2 預定形

 

錦綸纖維具有較高的結晶度，通過預定形，可以使結晶區和非結晶區的排列變得有序，降低或消除錦綸纖維在紡絲牽伸，以及織造加工中產生的應力不勻，有效提高染色均勻度。預定形還可以提高織物表面的平整度和抗皺能力，減少織物在染色中因運行產生的皺印及織物回縮皺，同時增加織物在后續加工中的尺寸穩定性。然而，錦綸織物在高溫條件下，會損傷彈力，末端氨基極容易被氧化（酸性染料發色基團），破壞錦綸的染色性能。因此，在預定形時，采用20g/L抗黃變劑RUCOGEN NOX，對白色錦綸織物進行浸軋整理。

 

表l RUCOGENNOX抗高溫黃變效果

結果	未定形	使用抗黃變劑 190℃定形60s	未使用抗黃變劑 190℃定形60s
白度	82.03	79.3	40.23

 

在預定形時，采用20g/L抗黃變劑RUCOGEN NOX對錦綸織物進行浸軋整理，不同的預定形溫度對上色率和撕破強力有影響。

 

抗黃變整理劑RUCOGEN NOX是一種高分子化合物，分子鏈上含有各種不同類型的抗氧化活性基團，其在高溫條件下分解生成的活性基，能夠捕捉錦綸織物在高溫條件下降解生成的自由基，切斷自由基鏈反應，從而防止共軛有色化合物的生成，減少錦綸織物在高溫條件下的黃變。

 

從表1可以看出，未經過抗黃變整理直接高溫定形，布面白度大幅降低；而使用高溫抗黃變劑RUCOGEN NOX，布面泛黃現象明顯減輕，這說明抗黃變劑對纖維有較好的保護作用。

 

確定預定形處理工藝如下：

抗黃變劑RUCOGEN NOX/（g.L-1）        20

pH值調節劑RUCO-ACID ABS/（g.L-1）    2

軋液率/%                            30

溫度/℃                             180

車速/(m.min-1)                       60

 

2.3 染色和抗紫外線整理

 

2.3.1 染色

 

錦綸產品通常在弱酸性染浴中進行染色，通過控制勻染劑、染色溫度、升溫速率和染液pH值等工藝參數，以達到勻染目的。為了提高織物拒水、拒油和防污的耐洗性能，在染色過程中加入陰離子助劑ECO-EVER（含分散劑）。該助劑是高分子納米材料，在染色中借助分散劑的作用，納米粒子能高度分散在紗線之間、纖維之間和纖維表面。在后整理防水加工中，陰離子助劑ECO-EVER與有機氟樹脂在纖維表面形成一層很薄而致密的膜，阻止油污的進一步滲透，大大提高了拒水、拒油、防污性能以及耐洗性。

 

錦綸織物的抗紫外線的能力一般都較差，在染色時可加入紫外線吸收劑CEL。該助劑對紫外線有強烈的選擇性吸收，并能進行能量轉換而減少它的透過量，提高面料品質。

 

以深咖啡色為例

工藝處方：

A)

冰醋酸/(g.L-1)                     1.5

抗紫外吸收劑CEL/% (omf)           4

ECO-EVER/% (omf)                  5

酸性勻染劑TF-217F/(g/L-1)          2

B)

酸性藏青M-R（雅運）/%(omf)        1.35

酸性黃M-2R（雅運）/%(omf)         3.35

酸性醬紅M-B（雅運）/%(omf)        1.15

C)

陰離子固色劑NBS（拓納）/(g.L-1)    2

冰醋酸/(g.L-1)                     2

pH值                              4～4.5

 

2.3.2 固色

 

為提高酸性染料染色后錦綸織物的濕處理牢度，采用陰離子固色劑NBS對錦綸染色織物（咖啡色）進行固色處理。陰離子固色劑NBS用量對色牢度性能的影響見表2～5。

 

表2  陰離子固色劑NBS用量對摩擦牢度的影響

固色劑NBS用量／(g．L-1)	摩擦牢度／級
	干	濕
0.0	4	3～4
1．0	4～5	4
2．0	4～5	4

 

表3  陰離子固色劑NBS用量對水洗牢度的影響

固色劑NBS用量／(g．L-1)	原變／級	沾色／級
		羊毛	腈	滌綸	錦	棉	醋酯
0.0	4～5	4	4～5	4～5	4	4～5	4～5
1.0	4～5	4	4～5	4～5	4～5	4～5	4～5
2.0	4～5	4～5	4～5	4～5	4～5	4～5	4～5

 

表4  陰離子固色劑NBS用量對堿性汗漬牢度的影響

固色劑NBS用量／(g．L-1)	原變／級	沾色／級
		羊毛	腈	滌	錦	棉	醋酯
0.0	4～5	3～4	4～5	4～5	3	4	4
1.0	4～5	4	4～5	4～5	3～4	4～5	4～5
2.0	4～5	4～5	4～5	4～5	4～5	4～5	4～5

 

表5 陰離子固色劑NBS用量對酸性汗漬牢度的影響

固色劑量／(g．L-1)	原變／級	沾色／級
		羊	腈	滌	錦	棉	醋酯
0.0	4～5	4	4～5	4～5	3～4	4～5	4～5
1.0	4～5	4～5	4～5	4～5	4	4～5	4～5
2.0	4～5	4～5	4～5	4～5	4～5	4～5	4～5

 

由表2～5知，NBS固色劑能提高各項色牢度，用量在2.Og/L時效果最好。NBS固色劑為高分子化合物，內含磺酸根基團，可與錦綸纖維之末端氨基鍵合，生成微溶或不溶于水的鹽類，在織物上形成網狀結構，封閉染料的水溶性基團，包覆染料，防止染料在水中電離和溶解而脫落，提高色牢度。該固色劑是分子質量較大的陰離子助劑（帶負電荷），由于氫鍵、范德華力使固色劑附著于纖維表面，且酸性染料本身帶負電荷，由于兩者相斥的緣故，減少纖維內部染料遷移出來，達到增進牢度之目的。

 

2.3.3 抗紫外線整理

 

在染色加工400T尼絲紡織物咖啡色時，分別加入2%(omf)和4%(omf)抗紫外整理劑，測試抗紫外性能，結果見表6。

 

表6 抗紫外整理劑及軋光效果

效果	未使用抗紫外 整理劑	1%抗紫外   整理劑	4%抗紫外   整理劑	4%抗紫外整   理劑+軋光
UPF值	9	22	34	44
UVA透過率／%	19.9	9.3	5.1	3.5
UVB透過率／%	4.5	2.5	1.8	0.9
UPF等級	<15	20	30	40

 

從表6可以看出，在未使用抗紫外助劑時，錦綸織物的抗紫外能力較差；使用抗紫外整理劑4%時，織物的抗紫外能力有明顯提升，軋光后織物更緊密，抗紫外效果更佳。

 

2.4 后整理

 

2.4.1 防水防油和軋光整理

 

使用防水防油整理劑CN-A-03進行處理，提高防水防油的耐洗性。如2.3.1節所述，染色時添加的納米材料ECOEVER與交聯劑與拒水整理劑協合作用，交聯劑用量為拒水整理劑用量的10%，結果見表7。

 

工藝處方/（g.L_1）：

防水防油劑CN-A-03                 60

滲透劑CN-A-02                     2

交聯劑CN-A-01                     6

硅酮體柔軟劑米加索特JET-LF2

軋余率/％                         30

預烘溫度/℃                       100

預烘車速/(m.min_1)                 50

焙烘溫度/℃                       170

焙烘車速/(m.min_1)                 60

 

表7 交聯劑對織物防水防油耐洗性能的影響

工藝	防水防油劑 ／(g．L-1)	初始		水洗10次		水洗30次
		拒油／級	拒水/分	拒油／級	拒水/分	拒油／級	拒水/分
常規 工藝	40	90	3	80	1	0	0
	60	100	5	90	2	50	O
	軋光后	90	4	80	1	0	0
改進 工藝	40	90	4	90	3	80	2
	60	100	5	100	4	100	4-
	軋光后	95	5-	90	4-	80	3

 

由表7知，在常規工藝中，隨著水洗次數增加，整理織物的拒水拒油效果下降。這是因為水洗后，部分交聯程度較低的拒水整理劑被洗除，織物表面含氟量下降，表面膜變得不連續且凹凸不平，因而織物拒水拒油效果下降。而在改進工藝中，添加交聯劑及納米材料對織物的初始拒水拒油效果基本無影響，但耐洗性得到明顯改善。這是因為交聯劑兩端反應性基團可分別與纖維和拒水整理劑反應，在纖維上形成三維網狀結構，增加了纖維分子間滑移的摩擦阻力；而陰離子納米材料的添加更增強了這一性能，減少了水洗過程中纖維表面整理劑的洗除。

2.4.2 軋光整理

 

軋光整理是織物通過彈性軟輥與金屬熱輥組成的軋點時，在施壓區中因軟輥變形，輥徑變化使織物角速度產生微小差異造成微滑動，通過表面剪切和壓搓作用，使纖維在壓區中受熱而達到玻璃化溫度從而產生塑化并“流動”，受到緩和搓動，從而使織物表面的緊度趨于一致，并使與金屬輥接觸的織物表面平滑，減小交織點間的空隙，達到理想的織物氣密性和織物表面光潔度。

 

影響織物軋光效果的主要技術參數有壓區數（兩輥或三輥）、生產車速、織物張力控制、線壓力、熱輥溫度等。采用適宜的工藝參數，即線壓力60kN/m，車速50m/min，熱輥溫度165℃，可達到對產品的質量要求。

 

2.4.3 拒水拒油+軋光對織物機械性能的影響

 

按優化工藝，以不同用量整理劑整理錦綸，整理織物的各項性能見表8。

 

表8整理后錦綸織物的機械物理性能

防水防油劑 ／(g.L-l)	斷裂強力/cN		接縫滑移／ mm		撕破強力/cN
	緯向	經向	緯向	經向	緯向	經向
0	435	420	2	2	3.9	4.3
40	415	402	2.6	3.1	7.6	7.9
60	395	375	3.1	3.6	9.3	9.1
軋光后	367	345	2.5	2.8	8.9	8.7

 

由表8可知，錦綸織物經拒水整理劑整理后，斷裂強力有所下降，撕破強力提高。這是因為整理劑可在纖維表面形成一層光滑的膜，使紗線間的摩擦阻力降低，紗線間容易滑移，受力三角區變大而使織物撕破強力有所提高。

 

2.4.4 軋光整理對織物透氣性、防鉆絨性的影響物的透氣性能雖有較大程度減少，但對織物的透濕量影響不大，抗鉆絨性有明顯的提高，且減少了化學涂層助劑的使用（見表9）。

 

表9 軋光整理后錦綸織物防鉆絨效果和透氣性 

防水防油劑／(g．L-1)	透氣性能Mm/S	透濕量/[g.(m2.24h)-1]	鉆絨性／根
0	5.1	11203	35
60	4.2	10 198	26
軋光后	2.1	9 805	11
涂層產品	1.1	6 209	5

 

 3 .結論

 

(1) 選用冷堆前處理對高支高密錦綸纖維織物進行前處理，織物全過程低張力運行，減少折皺的產生。

(2) 預定形時使用抗黃變劑以對錦綸纖維易氧化基團起保護作用，降低高溫黃變現象，但織物的上染率會有所降低。

(3) 染色加工時，添加紫外線吸收劑可提高錦綸織物的抗紫外能力，改善面料品質。

(4) 對于耐洗性和織物手感要求較高的拒水拒油產品，整理工作液中可添加適量的交聯劑及撕裂牢度提升劑JET-LF。結果是織物斷裂強力有所下降，撕破強力有所提升，對防水耐久性無影響。

(5) 軋光整理會對織物的物理性能（斷裂強力、接縫滑移、撕破強力）、初始防水性及耐洗性產生一定影響，但不影響織物產品性能。采用軋光整理后，高密錦綸面料無需再進行涂層處理，即可達到優良的防鉆絨性。

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