袁 潔,賀江平
(西安工程大學(xué)紡織科學(xué)與工程學(xué)院,陜西西安 710048)
泡沫整理是一種將化學(xué)品漿料(一般為水溶性)與表面活性劑共混,通過(guò)充入大量空氣后,采用機(jī)械發(fā)泡的方式生成大量泡沫,并將泡沫施加于紡織品表面,提高紡織品的附加值的一種紡織后整理方式。由于泡沫是采用空氣代替大部分的水,在節(jié)能減排上起到了很大推動(dòng)作用,并且在很大程度上可以提高產(chǎn)品的品質(zhì),因此,泡沫整理工藝在紡織上有很大應(yīng)用[1-2]。
本文采用泡沫整理的加工方式,通過(guò)對(duì)織物表面的親疏水整理,實(shí)現(xiàn)單面防水單面親水的效果,篩選親水和防水助劑,優(yōu)化泡沫整理工藝,獲得差異性面料。
織物:40S/1精棉+150D/144F滌綸絲(輕網(wǎng))+40S/1滌綸/普棉 40/60雙面布(58%棉 42%POLY),240g/m2。
試劑:親水整理劑TK-612(主要成分是親水性聚酯)、親水整理劑TPQ(主要成分是乙氧基化羧酸化合物)、親水整理劑TS-01(主要成分是親水性嵌段硅油)、防水整理劑TK-PFCO(主要成分為有機(jī)氟樹(shù)脂)、防水整理劑TK-420(主要成分為有機(jī)硅類物質(zhì))、拒水整理劑Repellan SMS(主要成分為有機(jī)硅類物質(zhì)),發(fā)泡劑TD-01,穩(wěn)泡劑海藻酸鈉,軟油T-98和T-011(非硅柔軟劑)。
儀器:ICPFOAM發(fā)泡機(jī),R-M6/400針板式連續(xù)小定型機(jī),SFTT5-5027型液態(tài)水分管理測(cè)試儀(SDL公司)。
泡沫整理工藝:制備單面防水整理液→泡沫整理機(jī)發(fā)泡(泡比8,施泡速度8m/min,帶液量40%)→將泡沫施加到織物上→焙烘(170℃X120s)→制備單面親水整理液→泡沫整理機(jī)發(fā)泡(泡比8,施泡速度8 m/min,帶液量40%)→將泡沫施加到織物上→烘干(140℃X120s)。
表1 單面親水單面防水整理液配方
1.3.1 滴水?dāng)U散時(shí)間
參照GB/T 21655.1—2008《紡織品吸濕速干性的評(píng)定第1部分:單項(xiàng)組合試驗(yàn)法》,用滴管吸入蒸餾水,將約0.2mL水輕輕滴在試樣上,滴液管口離織物表面1cm,記錄水滴從接觸織物表面至完全滲透所經(jīng)歷的時(shí)間,從不同位置滴5次,取平均值。
1.3.2 單向傳遞指數(shù)
參照GB/T 21655.2-2009《紡織品吸濕速干性的評(píng)定第2部分:動(dòng)態(tài)水分傳遞法》,采用SFT T5-5027型液態(tài)水分管理測(cè)試儀測(cè)定單向傳遞指數(shù)(R)。[3]
1.3.3 防水測(cè)試方法
GB/T 4745-2012紡織品防水性能的檢測(cè)和評(píng)價(jià)-沾水法,以Spray Tester在一定條件下將水噴向織物表面,對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)圖樣評(píng)判織物浸濕情況,并給出防水性能的評(píng)價(jià)。
1.3.4 織物黃變和色變測(cè)試方法
黃變 采用WSD—Ⅲ型白度儀測(cè)試。通過(guò)測(cè)試白度反映織物黃變情況。
色變 采用Datacolur 600測(cè)色配色儀測(cè)試織物色差,反映織物色變。
1.3.5 織物手感測(cè)試方法
手感以5~10人組成一個(gè)小組,對(duì)整理織物進(jìn)行觸摸并評(píng)級(jí)。將手感分為5級(jí),以未整理的空白樣定為1級(jí),經(jīng)有機(jī)硅油整理后的織物(同等濃度條件下)手感定為5級(jí)。[4]
2.1.1 不同泡比對(duì)防水效果的影響
采用單面防水整理液配方,設(shè)定施泡速度8 m/min,帶液量40%,研究不同的泡比對(duì)織物潤(rùn)濕性和防水效果的影響,見(jiàn)下表2。
表2 不同泡比對(duì)布面潤(rùn)濕性和防水效果的影響
由表2可以看出,隨著泡比的增加,布面潤(rùn)濕性變好,逐漸出現(xiàn)滲透到另一面;同時(shí)泡比增加防水效果提高。當(dāng)泡比為8時(shí),布面均勻潤(rùn)濕,防水效果達(dá)4級(jí),考慮到另一面做親水整理,避免滲透,選擇泡比為8進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
2.1.2 不同施泡速度對(duì)親水效果的影響
控制器顯示的施泡機(jī)速度由兩對(duì)小軋輥的速度差決定,施泡機(jī)速度越快,布樣運(yùn)動(dòng)越快,受張力時(shí)間越短,單面針織布越不易卷邊。
表3 不同施泡速度對(duì)親水效果的影響
由上表3可以看出,隨著施泡機(jī)速度增加,布面潤(rùn)濕均勻,布面不易卷邊,吸水性均<5s,能瞬間吸水。施泡機(jī)速度越快,布經(jīng)過(guò)施泡機(jī)時(shí)間越短,受張力時(shí)間也越短,越不易卷邊,綜合考慮,施泡機(jī)速度選擇8 m/min~10 m/min。
2.2.1 防水劑篩選及用量?jī)?yōu)化
(1)不同防水劑對(duì)防水效果的影響
選擇3種防水劑進(jìn)行試驗(yàn),按照1.3測(cè)試方法測(cè)試防水效果,優(yōu)選防水劑種類和用量,結(jié)果見(jiàn)下表4。
表4 不同防水劑對(duì)防水效果的影響
由表4可知,隨著防水劑用量增加,防水效果顯著提高,當(dāng)防水劑用量大于80g/L,防水效果大于4級(jí);相同用量3種防水劑防水效果最好的為TK-PFCO,TK-420效果次之,這主要是因?yàn)?TKPFCO為含氟防水劑,其它2種為有機(jī)硅類防水劑,防水劑用量建議80g/L以上。
(2)不同防水劑對(duì)黃變和色變的影響
選擇3種防水劑分別整理在T/C混紡針織半漂布和色布上,按照1.3測(cè)試方法測(cè)試防水劑的黃變和色變,優(yōu)選防水劑種類和用量,結(jié)果見(jiàn)下表5。
表5 不同防水劑黃變和色變情況
由表5可知,同種防水劑用量越高,半漂布白度略有下降,織物色變?cè)酱?,?dāng)用量達(dá)100g/L以上,白度出現(xiàn)明現(xiàn)下降,色變?cè)黾印=?jīng)篩選白度和色變均較小的防水劑為TK-420,用量為80g/L~120 g/L。
(3)不同防水劑用量對(duì)T/C混紡針織物單向?qū)衲芰Φ挠绊?/p>
為檢測(cè)不同防水劑對(duì)T/C混紡雙面織物泡沫整理后的單向?qū)裥Ч?,選擇了3種防水劑,配制成不同濃度的整理液,用相同工藝對(duì)T/C混紡雙面織物進(jìn)行整理,結(jié)果見(jiàn)圖1。
圖1 防水劑用量對(duì)單向?qū)衲芰Φ挠绊?/p>
由圖1可以看出,防水劑用量增加,單向?qū)衲芰υ鰪?qiáng)。同時(shí)可以看出TK-PFCO和TK-420單向?qū)衲芰^好。綜合防水劑對(duì)織物防水效果、黃變和色變,以及單向?qū)衲芰χ笜?biāo)的影響,最終選擇防水劑為TK-420,用量100g/L。
2.2.2 親水劑篩選及用量?jī)?yōu)化
(1)不同親水劑吸水效果
選擇3種親水整理劑TK-612、TPQ、TS-01在不同用量下進(jìn)行泡沫整理,親水效果見(jiàn)下表6。
表6 不同親水劑對(duì)吸水效果的影響
由表6可知,隨著親水劑用量增加,吸水時(shí)間縮短,吸水性變好,當(dāng)用量增加到30g/L以上,吸水時(shí)間小于5s,達(dá)到瞬間吸水;同時(shí)可以看出相同用量TS-01親水性較其它兩種助劑好,最終選擇親水劑 TS-01,用量為 30g/L。
優(yōu)化
按照上述實(shí)驗(yàn)確定的泡沫整理工藝:防水劑TK-420用量為100g/L,親水性助劑TS-01用量為30g/L,泡比為8,施泡機(jī)速8 m/min,起泡劑20g/L,單面噴液量均為40%,分別在不同定型溫度和時(shí)間下焙烘,評(píng)判織物單向?qū)衲芰?,?yōu)化定型溫度和時(shí)間,結(jié)果見(jiàn)下圖。
圖2 單面防水處理后定型溫度和時(shí)間對(duì)其單向?qū)衲芰Φ挠绊?/p>
由圖2可知,相同定型溫度,定型時(shí)間延長(zhǎng),單向?qū)衲芰μ嵘?;同時(shí)定型溫度越高,單向?qū)衲芰υ胶茫ㄐ蜏囟葹?70℃時(shí),定型120s后單向?qū)衲芰静辉偬嵘6ㄐ蜏囟仍降?,所需定型時(shí)間越長(zhǎng),故選擇單面防水定型溫度為170℃,定型時(shí)間選擇120s。
圖3 單面親水處理后定型溫度和時(shí)間對(duì)其單向?qū)衲芰Φ挠绊?/p>
由圖3可知,單面親水處理定型溫度越高,單向?qū)衲芰μ岣?,?dāng)定型時(shí)間達(dá)到120s后,單向?qū)衲芰μ嵘惶黠@;考慮到較長(zhǎng)時(shí)間高溫定成品對(duì)織物顏色會(huì)有變化,故選擇單面親水定型溫度為140℃,定型時(shí)間選擇120s。
將泡沫整理后的單面親水單面防水織物分別洗滌5次、10次、20次、30次,按照1.3測(cè)試方法測(cè)試織物防水效果和手感,結(jié)果見(jiàn)下表7。
表7 單面親水單面防水面料耐洗性測(cè)試
由表7可知,隨著洗滌次數(shù)的增加,防水面防水效果有所下降,手感略有提高,親水面親水效果略有下降,基本可以耐洗20次以上。
(1)經(jīng)過(guò)試驗(yàn)得出單面親水單面防水泡沫工藝如下:防水劑TK-420用量100g/L,親水劑TS-01用量30g/L,起泡劑20g/L;泡比為8,施泡機(jī)速8 m/min,單面噴液量均為20%。
(2)單面防水定型溫度為170℃,定型時(shí)間120s;單面親水定型溫度為140℃,定型時(shí)間120s。
(3)經(jīng)測(cè)試單面親水單面面料性能可知,親水面吸水<1s,防水面防水達(dá)5級(jí);洗20次后,防水面防水達(dá)4級(jí),親水面吸水<5s。