本文闡述了影響真絲雙縐防縮、免燙的幾個重要因素,介紹了織物伸長率與縮水率的關(guān)系,和ATR快速檢測交聯(lián)情況的質(zhì)量監(jiān)測方法。提出了二浴法工藝可使織物在防縮免燙、
手感風格、縐效應等方面得到良好平衡的結(jié)論。
一、前言
真絲綢手感柔軟、滑爽、穿著舒適的特點是人所周知的,但它的缺點是洗后皺縮嚴重。多年來,為能使真絲綢在保持原有風格的條件下,兼有防縮免燙特性,國內(nèi)外做了不少研究。
采用環(huán)氧化合物處理真絲綢使其具有防縮免燙(洗可穿)性能,是五十年代末開始的。有人[1]從氨基甲醛樹脂整理的失敗教訓中,改用環(huán)氧化合物作交鏈劑,曾分別采用兩種工藝方法:(1)烘干法,(2)汽蒸法,使環(huán)氧化合物[2]與真絲綢在NaOH的催化反應下,首先得到了較高的濕回能(整理后261°,半制品181°),但洗可穿級別不是太理想(整理后3-4級,未整埋的1-2級)。并且由于采用了NaOH作催化劑,質(zhì)量不易控制,有脆損變黃的缺陷。另外,洗可穿級別也未能達到理想的要求。
七十年代,田中芳雄等人[3],繼續(xù)用環(huán)氧化合物對真絲綢的處理做了比較系統(tǒng)的研究,有了許多發(fā)現(xiàn)[4],他們采用膨化劑處理織物后,使浸潰于環(huán)氧化合物溶劑中進行處理,濕彈性有了較大提高。據(jù)1986年報導,他們己進入工業(yè)化階段。
國內(nèi)于七十年代末,相繼用環(huán)氧化合物對真絲雙縐、柞絲綢等織物進行了整理研究,并取得了一定效果。
浙江地區(qū)采用丙三醇縮水甘油醚(302)處理真絲雙縐,可使織物的干、濕回能提高到280°以上[5],其整理后的織物稱之為“防縮抗皺”產(chǎn)品。丹東地區(qū)采用環(huán)氧化合物(3001)[6],作柞絲綢整理,可賦予織物良好的防縮性能[7]。中科院大連化學物理所并就此進一步開展機理性研究。
我們用環(huán)氧化合物對真絲雙縐進行整理的研究是1979年開始的。當時單純引用日本專利的方法[8],初步獲得了較好的洗可穿效果。在此基礎(chǔ)上,我們對樹脂的質(zhì)量進行了篩選,并使織物在松式狀態(tài)下交鏈反應,進而使真絲雙縐在防縮免燙、手感風格、縐效應的平衡方面取得了滿意的效果。
現(xiàn)將有關(guān)試驗與結(jié)果分析分述如下。
二、真絲綢防縮免燙整理對環(huán)氧樹脂的質(zhì)量要求
據(jù)文獻資料介紹,不管乙二醇還是丙三醇與環(huán)氧氯丙烷反應后均可作為絲綢交鏈劑,而且濕回能數(shù)據(jù)基本相當[9]。但是在合成中生成物比較復雜,并非都是雙環(huán)氧基化合物(1),副產(chǎn)物也有相當大的比例(2-1)、(2-2);
生成物的組成從平均分子量和環(huán)氧基含量百分率,可以粗略地計算出它的平均克分子比(生成物克分子數(shù)︰環(huán)氧基克分子數(shù))。
平均分子量大小涉及到分子長度,克分子比則關(guān)系到它與纖維大分子是否有發(fā)生架橋反應的可能性,單環(huán)氧基只能與纖維發(fā)生接枝。
我們在試驗中就不同的樹脂質(zhì)量進行了整理效果的小樣對比,其結(jié)果見表1。
表1 不同克分子比分子量的整理效率
堿溶雖是一種用來體現(xiàn)交鏈度的一項測試方法,但從這一組試驗數(shù)據(jù)中看到接枝位阻也有限止堿液向纖維內(nèi)部滲透,降低堿溶的作用。它與平挺度沒有必然的連系。
表中數(shù)據(jù)說明,洗前平挺度都達到了5級(4.9級),但洗15次后下降幅度不一。它與克分子比有關(guān),而與分子量大小無關(guān)。因此,免燙整理對樹脂的質(zhì)量要求以克分子比大的為好。
三、關(guān)干織物經(jīng)整理后能夠降低縮水率的原因分析
我們曾經(jīng)做過試驗;將一塊未整理的、而經(jīng)充分縮水后的真絲雙縐,量好尺寸,放入水中浸泡后拿出,測得尺寸為原長度的105%,即伸長率為5%。將此濕織物兩頭固定使其干燥后。重新放入水中,測得尺寸與原來尺寸相等。
試驗說明,未經(jīng)整理的真絲綢雙縐在小張力條件下烘干,縮水率一般不低于5%,經(jīng)Formatex超喂處理的最低限度也在3%。主要是絲綢的應力伸長大和拉伸回復性小所造成,經(jīng)測定真絲雙縐的應力伸長曲線#p##e#如圖1,拉伸回復性見表2。
表2 拉伸回復性
注:以上兩塊織物均為印花成品經(jīng)預縮后(縮水率為0%)測得。
從拉伸回復性的差別以可肯定,交鏈整理后的織物縮水率可以大大地低于不整理織物,但是如若最后一道工序加工張力較大時,織物的縮水率也仍然是很大的,它制約于拉伸回復率的特征。
四、織物免燙與風格之間的矛盾和統(tǒng)一
1·樹脂用量對免燙、手感風格指標的影響
環(huán)氧化合物與真絲雙縐在特定的條件下可發(fā)生交鏈反應,并能賦予織物以免燙性能,主要是由于環(huán)氧化合物與酪氨酸的酚羥基反應的結(jié)果[10],其它也還有賴氨酸、精氨酸、組氨酸和絲氨酸參與反應的可能性。在試驗中我們發(fā)現(xiàn),樹脂的用量不同對免燙、手感風格有重要影響,見表3。
表3 樹脂用量不同對免燙、手感鳳格的影響
注;以上均為半制品數(shù)據(jù),手感指標為手的直觀感覺。
從表中看出,樹脂用量愈高,免燙性、耐洗性愈好,但與干、濕回能不成規(guī)律,手感風格則有下降。
2·工藝條件對免燙、手感風格的影響
環(huán)氧化合物與真絲雙縐的反應在不同的時間、溫度下,可取得不同的整理效果,見表4。
表4 時間、溫度對免燙手感、風格的影響
注;平挺度為半制品數(shù)據(jù)。
采用紅外光譜檢驗免燙效果的方法在后面我們將詳細論述,在此我們僅以1170厘米-1波峰的大小(即酪氨酸的交鏈情況,從0-70值小為好)來衡量交鏈度的好壞。從表中看出,經(jīng)75℃、3.5小時處理的織物的免燙性、交鏈度和手感都很好,而95℃、1~4小時處理,雖然免燙與交鏈效果甚好,但手感欠佳。
3·織物張力大小對免燙、手感風格的影響
在選出最佳濃度、溫度、時間后,我們發(fā)現(xiàn)處理時的織物張力對免燙、手感風格、縐效應的指標平衡起著至關(guān)重要的作用。我們在大樣中曾采用織物浸軋樹脂工作液后上卷汽蒸,由于工業(yè)化生產(chǎn),進布時張力一般都比小樣大一些??椢镫m然也是在濕狀態(tài)下與環(huán)氧化合物反應,但卻是在緊張狀態(tài)下的濕交鏈。翻理后織物很難回復原先的自然狀態(tài),真絲雙經(jīng)的縐效應很難保證。嚴重的是,即使真絲雙絕能夠達到防縮免燙的要求,如果雙給的特色有所損害,就會失去實用價值。
4·不同工藝方法對織物免燙、手感風格的影響
在研究過程中。我們選擇的工藝流程是;煉白綢軋膨化劑或催化劑→烘干→浸環(huán)氧樹脂工作液汽蒸→水洗→烘干→染色或印花→添加劑整理,其中先后試用過三種整理工藝方法,
(1)浸泡法:
浸泡法是先將織物軋膨化劑,烘干打卷后浸入用溶劑烯釋的樹脂液中,濕反應2-4小時而后染色印花。整理效果見表5。
表5 浸泡法工藝效果
但此工藝方法由于樹脂分布難以均勻,直接印花尚可,染地與染色加工色差、色花比較嚴重,平挺度指標波動較大,無法正常生產(chǎn),因此浸泡法工藝已不采用。
(2)施加器法,
施加器法是先將織物浸軋催化劑,烘干后織物用圓弧刮刀施加器給液,而后上卷汽蒸。這個工藝方法的試驗數(shù)據(jù)見表1、表2。
(3)二浴法,
二浴法是織物浸軋催化劑烘干后,在松式狀態(tài)下上卷,同時浸漬樹脂液汽蒸反應。這一方法可使織物在自然和松馳狀態(tài)下發(fā)生交鏈,使織物可獲得防縮兔燙的效果,又保證了縐效應,也使真絲綢雙縐柔軟活潑的風格得到了良好的保持。其綜合指標見表6。
表6 二浴法工藝效果
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從表中可以看出,二浴法工藝可使防縮免燙、手感風格、耐洗、縐效應基本達到平衡。我們將二浴法工藝的樣品與坯綢分別做了紅外光譜,見圖2,圖3。
五、采用紅外衰減全反射(ATR)法檢測質(zhì)量的探討
采用紅外ATR法檢測真絲雙縐與環(huán)氧化合物的交鏈情況,對快速檢驗出整理織物的質(zhì)量是一種新的嘗試[11]。
前面己經(jīng)講過,真絲綢與環(huán)氧化合物的整理主要發(fā)生在酪氨酸酚羥基的活潑H上,反應式為,
在紅外光譜上,整理前后織物的分子吸收變化則主要反映在波數(shù)為1170厘米-1酚羥基的消失。我們將整理前后織物的紅外光譜進行對照比較,所有整理后真絲雙縐的紅外光譜中,該峰均比原坯要弱,且整理效果好的,核峰就近于完全消失,整理效果不好的,則該峰減弱的程度就小。其與織物平挺度(免燙級)指標的好壞十分一致。見表7。
表7 紅外1170厘米-1波峰與物理指標的關(guān)系
從上表數(shù)據(jù)可以看出,用紅外光譜吸收峰的變化情況來判斷整理效果的好壞,作為一種"把關(guān)"手段是基本可行的,在一般情況下可以符合生產(chǎn)快速監(jiān)測手段的要求。
六、結(jié)論
1·克分子比高于1:1·7的H117環(huán)氧樹脂作為真絲雙縐的整理劑,可使織物賦予良好的防縮免燙要求。
2·二浴法工藝可使織物在免燙、耐洗、手感風格、縐效應等方面得到完美的平衡。
3·采用紅外ATR法快速檢測交鏈情況與各項物理指標有良好的一致性,是工業(yè)化生產(chǎn)可靠的監(jiān)測方法。
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