李南南,陳何卿,華學(xué)銘,趙雅潔,王春梅,*

(1.南通海匯科技發(fā)展有限公司,江蘇 南通226011;

2.南通大學(xué) 紡織服裝學(xué)院,江蘇 南通226019)

硬挺整理可以改變織物的外觀,增加織物的彈性與厚重感,賦予織物硬挺感,整理后的織物可廣泛應(yīng)用于裝飾織物,在襯布生產(chǎn)中也有廣泛的應(yīng)用[1-3]?，F(xiàn)有的西服、茄克、褲子等服裝中使用的襯布存在著抗彎強(qiáng)度低、游離和水解甲醛量高、撕破強(qiáng)力低等問題[4-5],影響服裝的挺括性、彈性、立體感和安全性。為了提高產(chǎn)品品質(zhì),環(huán)保型硬挺整理劑應(yīng)運(yùn)而生[6-7]。本文以襯布企業(yè)普遍使用的醚化六羥樹脂M-6為硬挺劑,與PVA復(fù)配,對(duì)純棉織物進(jìn)行硬挺整理,在保證硬挺度的前提下,降低織物上游離和水解甲醛含量。

1 試驗(yàn)部分

1.1 材料、藥品和儀器

材料：經(jīng)前處理的純棉梭織物,規(guī)格：30 tex×30 tex,212根/10 c m×212根/10 c m,由南通海匯科技發(fā)展有限公司提供。

藥品：醚化六羥樹脂 M-6、PVA(1799),由南通海匯科技發(fā)展有限公司提供;甲醛、乙酸、乙酸銨、乙酰丙酮、硫酸、硼砂、無水亞硫酸鈉、甲基紅、無水乙醇、百里香酚酞,均為分析純。

儀器：EL303型電子天平[梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司];PHS-3C精密p H計(jì)(上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司);PB1型橫式壓染機(jī)、R-3型自動(dòng)定型烘干機(jī)(廈門瑞比精密機(jī)械有限公司);WSB-3 A型智能數(shù)字白度計(jì)(溫州大榮紡織儀器有限公司);YG065 H/PC電子織物強(qiáng)力儀(萊州市電子儀器有限公司);UVmini-1200甲醛分析儀(深圳市鑫海瑞科技開發(fā)有限公司);硬挺度儀(自制)。

1.2 棉織物的硬挺整理工藝

(1)工藝處方

醚化六羥樹脂M-6/g·L-1160～240

Mg Cl2·6 H2O/g·L-15～25

PVA/g·L-15～40

p H值 4～6

(2)工藝流程

織物的準(zhǔn)備→配置整理液→二浸二軋(軋余率80%)→預(yù)烘(100℃,3 min)→焙烘(150～190℃,1～3 min)→放置24 h→性能測試。

1.3 測試方法

1.3.1 織物抗彎長度

參照GB/T 18318.1-2009《紡織品 彎曲性能的測定 第1部分：斜面法》測試,每個(gè)試樣沿經(jīng)向取3個(gè)樣,測試后取平均值。

1.3.2 撕破強(qiáng)力

參照GB/T 3917.2-2009《紡織品 織物撕破性能第2部分：褲形試樣(單縫)撕破強(qiáng)力的測定》,在YG065 H/PC電子織物強(qiáng)力儀上進(jìn)行測試。每種試樣經(jīng)向測3塊樣,取平均值。

1.3.3 白度測試

參照GB/T 17644-2008《紡織纖維白度色度試驗(yàn)方法》,在WSB-3 A智能數(shù)字白度計(jì)上測試。每塊布樣測試4次,取平均值。

1.3.4 織物上游離和水解甲醛含量

參照GB/T 2912.1-2009《紡織品甲醛的測定第一部分：游離和水解的甲醛(水萃取法)》,利用乙酰丙酮顯色法制作甲醛標(biāo)準(zhǔn)曲線,通過標(biāo)準(zhǔn)曲線求得甲醛含量。

2 結(jié)果和分析

2.1 醚化六羥樹脂M-6用量的影響

固定PVA用量20 g/L,催化劑氯化鎂用量15 g/L,整理液p H值5,焙烘溫度170℃,焙烘時(shí)間2 min。改變M-6的用量,測定不同用量的M-6對(duì)整理織物性能的影響,見表1。

表1 M-6樹脂用量對(duì)整理織物性能的影響

由表1可知,未整理的棉織物,彎曲長度很低。隨著樹脂M-6用量的增加,整理織物的彎曲長度逐漸增大,但用量超過200 g/L以后,彎曲長度基本不變。這是因?yàn)殡S著樹脂M-6用量的增加,棉織物與樹脂的交聯(lián)程度逐漸增加,故彎曲長度逐漸增大,當(dāng)樹脂用量達(dá)到200 g/L時(shí),交聯(lián)基本飽和,繼續(xù)增加樹脂的用量,彎曲長度基本不變?？椢锷系募兹┖侩S著樹脂用量的增加逐漸增加,但變化不是很大。這是因?yàn)闃渲昧吭蕉?織物上的羥甲基含量越多,釋放的甲醛就越多?？椢锏乃浩茝?qiáng)力隨著樹脂用量的增加逐漸減小,這是因?yàn)殡S著樹脂用量的增加,樹脂與PVA、棉織物的交聯(lián)程度逐漸增加,使織物中紗線的可活動(dòng)性下降,從而導(dǎo)致織物的撕破強(qiáng)力減小?？椢锏陌锥茸兓淮蟆Ｋ赃x擇樹脂M-6的用量為200 g/L。

2.2 PVA用量的影響

由于PVA有嚴(yán)格的線性結(jié)構(gòu),分子中含有大量極性強(qiáng)、尺寸小的易形成分子中或分子間氫鍵的羥基,易形成大分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),因此,PVA具有很強(qiáng)的成膜性、黏合性、反應(yīng)性和生物親和性。另外PVA還具有良好的物理化學(xué)性質(zhì)、耐溶劑性、耐油脂性、較強(qiáng)的機(jī)械穩(wěn)定性。故在試驗(yàn)中添加了PVA,利用其能形成透明、強(qiáng)韌、耐撕裂的膜的特性,協(xié)同醚化六羥樹脂對(duì)棉織物進(jìn)行硬挺整理。

固定樹脂M-6用量200 g/L,催化劑用量15 g/L,整理液p H值5,焙烘溫度170℃,焙烘時(shí)間2 min,改變PVA用量,測定整理織物的性能,見表2。

表2 PVA用量對(duì)整理織物性能的影響

由表2可知,隨PVA用量的增多,整理織物的彎曲長度不斷增大,甲醛含量、撕破強(qiáng)力、白度降低。這是因?yàn)殡S著PVA用量的增加,與樹脂之間發(fā)生的交聯(lián)提高,在織物上形成的膜更厚實(shí)。綜合撕破強(qiáng)力和彎曲長度這兩個(gè)性能來看,選擇PVA用量為20 g/L。

2.3 催化劑用量的影響

固定樹脂M-6用量200 g/L,PVA用量20 g/L,整理液p H值5,焙烘溫度170℃,焙烘時(shí)間2 min,改變催化劑氯化鎂的用量,測定整理織物的性能,見表3。

表3 催化劑用量對(duì)整理織物性能的影響

由表3可知,隨著催化劑用量的增加,織物的彎曲長度、撕破強(qiáng)力先增大后降低,甲醛釋放量呈下降趨勢,白度影響不明顯。這是因?yàn)榇呋瘎┠艽龠M(jìn)樹脂與棉纖維、PVA的交聯(lián),一開始時(shí)隨著樹脂與棉交聯(lián)程度的提高,棉織物的彎曲長度逐漸增大,當(dāng)催化劑的用量達(dá)到15 g/L時(shí),交聯(lián)達(dá)到飽和,繼續(xù)增加催化劑的用量,彎曲長度反而減小,這可能是因?yàn)榇呋瘎┯昧窟^多,導(dǎo)致大量的樹脂與PVA發(fā)生交聯(lián),反而降低了與棉織物的交聯(lián)程度。綜合考慮,選擇催化劑用量為15 g/L。

2.4 p H的影響

試驗(yàn)過程中用檸檬酸調(diào)節(jié)整理液p H值,其他條件不變,改變整理液的p H值,測試整理織物的性能,

見表4。

表4 p H值對(duì)整理織物性能的影響

由表4可知,隨著p H值的升高,織物的彎曲長度呈下降趨勢,甲醛含量、撕破強(qiáng)力、白度逐漸增加。這是因?yàn)殡S著p H值的增加,樹脂與棉織物、PVA之間的交聯(lián)程度會(huì)下降,綜合考慮,選擇p H值為5。

2.5 焙烘溫度的影響

焙烘溫度會(huì)直接影響樹脂與織物的交聯(lián)程度。溫度過低,樹脂和織物的交聯(lián)不夠完全,溫度過高,織物損傷大,泛黃嚴(yán)重。固定樹脂M-6用量200 g/L,PVA用量20 g/L,整理液p H值5,焙烘時(shí)間2 min,改變焙烘溫度,測試整理織物的性能,見表5。

表5 焙烘溫度對(duì)整理織物性能的影響

由表5可知,隨著焙烘溫度的升高,彎曲長度先增加后降低,甲醛含量、撕破強(qiáng)力、白度越來越低。這是因?yàn)殡S著焙烘溫度的增加,樹脂與棉織物、PVA之間的交聯(lián)程度會(huì)增加,但焙烘溫度過高,會(huì)導(dǎo)致棉纖維降解。綜合考慮各種性能指標(biāo),選擇焙烘溫度為170℃。

2.6 焙烘時(shí)間的影響

其他條件不變,改變焙烘時(shí)間,測試整理織物的性能,見表6。

表6 焙烘時(shí)間對(duì)整理織物性能的影響

由表6可知,隨著焙烘時(shí)間的延長,織物的彎曲長度逐漸增加,甲醛含量、撕破強(qiáng)力、白度呈下降趨勢。這是因?yàn)殡S著焙烘溫度的增加,樹脂與棉織物、PVA之間的交聯(lián)程度會(huì)增加,但焙烘時(shí)間過長,會(huì)導(dǎo)致棉纖維降解。綜合考慮各種性能指標(biāo),選擇焙烘時(shí)間為2.5 min。

2.7 正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,固定整理液p H值5,焙烘時(shí)間2.5 min,選擇M-6樹脂用量、PVA用量、催化劑用量和焙烘溫度這4個(gè)因素進(jìn)行正交試驗(yàn),以彎曲長度、甲醛含量和撕破強(qiáng)力為考核指標(biāo),正交試驗(yàn)的方案見表7,測試結(jié)果見表8,正交試驗(yàn)的結(jié)果分析見表9～表11。

表7 正交試驗(yàn)方案

表8 正交試驗(yàn)測試結(jié)果

表9 彎曲長度指標(biāo)

從表9可以看出,在棉織物的硬挺整理中,各種因素對(duì)整理后棉織物抗彎性能的影響從大到小的排序是：PVA用量＞M-6樹脂用量＞催化劑用量＞焙烘溫度,最佳工藝為A1B3C3D2,即M-6樹脂用量為180 g/L,PVA用量為25 g/L,催化劑用量為20 g/L,焙烘溫度為170℃。

表10 織物上甲醛含量指標(biāo)

從表10可以看出,在棉織物的硬挺整理中,各因素對(duì)整理后織物上游離和水解甲醛含量的影響從大到小的排序?yàn)椋篜VA用量＞M-6樹脂用量＞焙烘溫度＞催化劑用量。最佳工藝為A3B3C2D2,即M-6樹脂用量為220 g/L,PVA的用量為25 g/L,催化劑的用量為15 g/L,焙烘溫度為170℃。

表11 撕破強(qiáng)力指標(biāo)

從表11可以看出,在棉織物的硬挺整理中,各因素對(duì)整理后棉織物的撕破強(qiáng)力的影響從大到小排序?yàn)椋捍呋瘎┯昧浚颈汉鏈囟龋綪VA用量＞M-6樹脂用量,最佳工藝為A1B2C2D1,即M-6樹脂用量為180 g/L,PVA用量為20 g/L,催化劑用量為15 g/L,焙烘溫度為160℃。

從上述抗彎長度、游離和水解甲醛的含量、撕破強(qiáng)力這3個(gè)因素的分析中得到最佳工藝依次為A1B3C3D2、A3B3C2D2、A1B2C2D1,綜 合 考 慮 選 擇A1B3C2D2為最佳工藝,即 M-6樹脂用量180 g/L,PVA用量25 g/L,催化劑用量15 g/L,焙烘溫度為170℃。在此工藝條件下對(duì)棉織物進(jìn)行整理,測得整理后織物的彎曲長度為11.48 c m,織物上游離和水解甲醛含量為138.1 mg/kg,撕破強(qiáng)力為5.98 N,白度84.1%。

3 結(jié)語

以醚化六羥樹脂M-6與PVA復(fù)配作為硬挺整理劑,最佳整理工藝為：M-6樹脂用量180 g/L,PVA用量25 g/L,催化劑用量15 g/L,整理液p H值5,預(yù)烘溫度100℃,預(yù)烘時(shí)間3 min,焙烘溫度170℃,焙烘時(shí)間2.5 min。整理后棉織物的彎曲長度提高了6.44 c m,游離和水解甲醛含量為138.1 mg/kg,撕破強(qiáng)力下降率為23.0%,白度無明顯變化。