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天然彩色棉織物以其獨(dú)特的自然色彩,無需漂染,環(huán)境污染少,穿著舒適,附加價(jià)值高等優(yōu)點(diǎn),引起國內(nèi)外棉花育種專家和紡織、服裝行業(yè)的廣泛關(guān)注。但天然彩色棉作為一類純棉產(chǎn)品存在彈性回復(fù)性差、易起皺的不足,防皺整理是提高產(chǎn)品檔次的主要手段。為保持天然彩色棉"綠色"環(huán)保的特點(diǎn),應(yīng)該采用無甲醛防皺整理,但現(xiàn)有的無甲醛整理劑均需在酸性條件下處理,而酸性條件使彩色棉織物有較明顯得色變〔1〕,因此,本論文研究了天然彩色棉織物低甲醛整理。
1 實(shí)驗(yàn)
1.1實(shí)驗(yàn)材料
織物:1#綠棉織物,紗線為綠75/白25,平紋40/2×40/2, 180×180;2#棕棉織物,紗線為棕75/白25,平紋40/2×40/2, 180×180;3#綠棉、棕棉色織物,平紋40×40。
化學(xué)試劑:氯化鎂(北京益利精細(xì)化學(xué)品有限公司);防皺整理劑TCL-LF (石家莊環(huán)城生物化工廠);防皺整理劑Arkofix NEC(Clariant);防皺整理劑Knittex FF (Ciba);柔軟劑AV-920(香港先進(jìn)化工有限公司);殼聚糖(CTA)(浙江玉環(huán)縣海洋生物化學(xué)有限公司)。
1.2實(shí)驗(yàn)方法
工藝處方:防皺整理劑 x g/l
MgClo6H2O y g/l
JFC 2g/l
工藝流程:二浸二軋(軋余率65%)-預(yù)烘(90 ℃,3min)-焙烘(P ℃,Qmin)
1.3測試方法
折皺回復(fù)角:按GB3819-83,取1.5×4cm試樣三經(jīng)三緯,在LFY-1織物折痕恢復(fù)性測試儀上測定急彈、緩彈回復(fù)角,取其平均值,并計(jì)算經(jīng)+緯(T+W)以衡量織物的彈性。
斷裂強(qiáng)力:按GB3923-83織物斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長的測定方法,在HDO26N型電子織物強(qiáng)力儀上測定試樣在10cm夾距條件下的斷裂強(qiáng)力,計(jì)算平均值。
2 結(jié)果與討論
目前,應(yīng)用于紡織產(chǎn)品的天然彩色棉主要是綠棉和棕棉兩種,由于天然彩色棉,特別是綠棉織物色澤穩(wěn)定性差,易發(fā)生顏色變化,因此提高織物的防皺性能的同時(shí),必須保證織物無顯著色變。由彩色棉色變規(guī)律研究得知〔1〕:棕棉在pH 4~10范圍內(nèi)處理時(shí),色變很小;綠棉則在pH 6~8范圍內(nèi)處理時(shí),色變很小。因此選擇防皺整理劑及整理?xiàng)l件時(shí)兼顧色變這一因素,經(jīng)初步試驗(yàn)篩選出防皺整理劑TCL-LF 、防皺整理劑Arkofix NEC(Clariant)和防皺整理劑Knittex FF三種進(jìn)行天然彩色棉織物防皺整理研究。
2.1催化劑用量選擇
催化劑是防皺整理劑與纖維素纖維發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)的必要條件,因此首先研究催化劑MgCl2.6H2O用量對防皺整理的影響。根據(jù)防皺整理劑TCL-LF的推薦處方在1#綠棉織物上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),處方為TCL-LF 65g/L, JFC 2g/L,焙烘溫度150 ℃,時(shí)間3min, 整理液的pH值在5.4-6之間.催化劑MgCl2.6H2O用量選擇為 8,10,12,14g/L,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1。
表1: 催化劑對防皺效果的影響
| MgCl2.6H2O用量goL-1 |
折皺回復(fù)角度 |
彈性提高率% |
斷裂強(qiáng)力N |
強(qiáng)力下降率% |
MgCl2.6H2O:整理劑 |
| 原布 |
171 |
- |
496.7 |
- |
- |
| 8 |
202 |
18.0 |
460.0 |
7.4 |
1:8.1 |
| 10 |
197 |
15.4 |
427.3 |
14.0 |
1:6.5 |
| 12 |
219 |
28.0 |
361.0 |
27.3 |
1:5.4 |
| 14 |
214 |
25.0 |
334.7 |
32.6 |
1:4.6 |
從表1數(shù)據(jù)可以看出,隨著催化劑MgCl2.6H2O用量的增加,強(qiáng)力下降越來越大。催化劑用量增加,彈性回復(fù)角增加,但當(dāng)催化劑用量超過12g/L后,彈性提高率反而下降,說明當(dāng)MgCl2.6H2O:整理劑用量比為1:5.4時(shí),防皺效果最好。
2.2焙烘溫度選擇
焙烘溫度不僅影響防皺整理效果,同時(shí)還影響彩色棉織物的表觀色澤,因此要合理選擇。由溫度對彩色棉織物顏色影響研究〔2〕得知綠棉對溫度更敏感,因此選擇1#綠棉織物上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),不同焙烘溫度的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2。
表2: 溫度對防皺效果的影響
| 溫度/℃ |
折皺回復(fù)角/ 0 |
彈性提高率/% |
斷裂強(qiáng)力/N |
強(qiáng)力下降率/% |
| 130 |
190.0 |
11.0 |
440.5 |
11.3 |
| 140 |
202.5 |
18.4 |
408.8 |
17.6 |
| 150 |
219.0 |
28.0 |
361.0 |
27.3 |
| 160 |
211.5 |
23.7 |
259.3 |
47.8 |
注:TCL-LF 65g/L,MgCl2.6H2O 12g/L, JFC 2g/L,焙烘時(shí)間3min,整理液的pH值在5-6之間。
由表2數(shù)據(jù)可知,隨焙烘溫度提高,折皺回復(fù)角增大,織物彈性提高,但當(dāng)焙烘溫度高于150,強(qiáng)力下降較多,織物表觀色變顯著。綜合考慮織物表面色變情況和防皺效果認(rèn)為:焙烘溫度為140 ℃時(shí)較為合適。
2.3三種防皺整理劑整理效果比較
通過運(yùn)用正交實(shí)驗(yàn)的方法對防皺整理劑TCL-LF、Arkofix NEC和Knittex FF的整理工藝研究(略)得知:焙烘溫度為主要影響因素,其次為整理劑濃度,再次為焙烘時(shí)間。根據(jù)正交實(shí)驗(yàn)獲得的優(yōu)化條件及整理效果見表3。
表3: 三種整理劑優(yōu)化條件及整理效果
| 整理劑名稱 |
用量/goL-1 |
焙烘溫度/℃ |
焙烘時(shí)間/min |
彈性提高率/% |
斷裂強(qiáng)力下降率/% |
| TCL-LF |
65 |
140 |
4 |
28.3 |
24 |
| Arkofix NEC |
80 |
140 |
2 |
32.7 |
29 |
| Knittex FF |
120 |
160 |
4 |
32.9 |
24.9 |
注:整理液的PH值在5-6之間, MgCl2.6H2O:整理劑用量比為1:5.4。
由表3數(shù)據(jù)可知:Knittex FF和Arkofix NEC整理后織物的彈性提高率高,Arkofix NEC整理引起的強(qiáng)力下降率高達(dá)29%,而Knittex FF則需在160℃焙烘,造成彩棉織物(特別是綠棉織物)色變,有違防皺整理的初衷。而TCL-LF雖然彈性提高率略低于前兩者,但彈性回復(fù)角已達(dá)220度以上,而且強(qiáng)力下降率低于Arkofix NEC,焙烘溫度為140℃,可保持彩色棉織物固有的顏色,因此TCL-LF為彩色棉織物防皺整理用較為理想的防皺整理劑。
2.4柔軟劑對防皺整理的影響
表4: 柔軟劑對TCL-LF防皺整理的影響
| 整理方法 |
彈性提高率/% |
斷裂強(qiáng)力下降率/% |
| TCL-LF |
23.3 |
35.7 |
| TCL-LF+AV-920(20g/L) |
29.6 |
31.9 |
| TCL-LF+AV-920(30g/L) |
38.2 |
35.9 |
| TCL-LF+AV-920(40g/L) |
33.1 |
37.7 |
注:整理用織物為3#,比1#和2#織物薄。
考慮到防皺整理劑TCL-LF整理后織物強(qiáng)力有所下降,試圖通過添加有機(jī)硅柔軟劑AV-920加以為改善。由表4數(shù)據(jù)可知:隨AV-920加入,彈性提高率有不同程度的增加,織物的柔軟性顯著提高,當(dāng)AV-920的加入量為20g/L時(shí),彈性提高率達(dá)29.6%,與未加的比增加了6.3%,而強(qiáng)力下降率則降低了3.8%。但用量再增加,雖然彈性提高率進(jìn)一步增加,但強(qiáng)力下降率也隨之增加,這主要是由于柔軟劑AV-920是含環(huán)氧基的反應(yīng)性有機(jī)硅,當(dāng)用量少時(shí),有機(jī)硅大分子中脂肪鏈的潤滑作用起主導(dǎo)作用,從而使織物彈性提高,強(qiáng)力下降少;用較量多時(shí),反應(yīng)性基團(tuán)與纖維素的反應(yīng)導(dǎo)致織物彈性提高的同時(shí)強(qiáng)力下降。因此我們認(rèn)為:適量添加柔軟劑有利于提高織物的彈性回復(fù)性能。
3 結(jié)論
防皺整理劑TCL-LF、Arkofix NEC和Knittex FF有效地提高了彩色棉織物的彈性,但綜合考慮織物的彈性提高率、強(qiáng)力下降率及對織物表觀顏色的影響情況,防皺整理劑TCL-LF較為理想;整理液中MgCl2.6H2O:整理劑用量比為1:5.4為宜;焙烘溫度140℃以下,可保持彩色棉織物固有的色澤;整理液中加入適量柔軟劑有利于提高織物彈性,改善織物手感。(北京服裝學(xué)院 陳 英 王俊華 黃慧芳 康曉婧) 參考文獻(xiàn)
1. 陳森,天然彩色棉色素穩(wěn)定性研究-綠棉,北京服裝學(xué)院2003屆本科生畢業(yè)論文。
2. 李莉,天然彩色棉性能研究,北京服裝學(xué)院2004屆本科生畢業(yè)論文。
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