德科納米材料在紡織品后整理中的應用

 

0.前言

功能紡織面料整理技術(shù)是現(xiàn)代科學、精細化工與染整技術(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行功能整理的分子結(jié)構(gòu)設計和合成；從科學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)化應用，是現(xiàn)代化工、科學與染整技術(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，從而達到目的。TEXCOTE整理劑是通過化學手段將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）保護層。正是由于這種保護層的存在，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)生對織物的保護作用。同時，由于形成保護層的物質(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

1.3.1 2009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含量遠遠低于目前歐美市場對防水整理的要求標準（<0.05ppm）。

1.3.2 2004年3月1日通過香港標準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→預縮。

2.1織物規(guī)格及設備

2.1.1織物規(guī)格

     16*12 108*5643/44紗卡

     16*16 64*128 43/4411條燈芯絨

2.1.2設備

           ZLQZR 991-180汽蒸染色機    ZLMD 991熱風拉幅寬型機    LMA 451B 預縮整理機   MONFONGS-328 熱風拉幅寬型機

2.2染色

    染色時所選用的染料和染色下機布的質(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，對織物的強力造成劇烈的不可修復的損傷；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，為了促進整理劑與纖維結(jié)合的穩(wěn)定性和堅牢性，染色下機布的布面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、反應性官能團的鍵合不充分；二、TEXCOTE高分子熱運動受到影響而未能充分在織物表面擴散，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預縮

預縮的目的是控制織物的縮水率并進一步提高織物的柔軟度。其關(guān)鍵是要檢測預縮前的縮水率，特別是經(jīng)向，以確定機縮值。

2.6成品檢測結(jié)果

3.結(jié)論

   （1）TEXCOTE整理劑是納米技術(shù)在紡織品工業(yè)化應用的典范，獨特的化學構(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）由于工廠設備不同，具體應用工藝稍有差異。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：

1.      馬樹勝、王興福，紡織功能整理劑與相關(guān)功能面料?！兜谖鍖霉δ苄约徔椘芳凹{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?！稐顥潣湃菊夹g(shù)文集》。