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天然彩色棉织物以其独特的自然色彩,无需漂染,环境污染少,穿着舒适,附加价值高等优点,引起国内外棉花育种专家和纺织、服装行业的广泛关注。但天然彩色棉作为一类纯棉产品存在弹性回复性差、易起皱的不足,防皱整理是提高产品档次的主要手段。为保持天然彩色棉"绿色"环保的特点,应该采用无甲醛防皱整理,但现有的无甲醛整理剂均需在酸性条件下处理,而酸性条件使彩色棉织物有较明显得色变〔1〕,因此,本论文研究了天然彩色棉织物低甲醛整理。
1 实验
1.1实验材料
织物:1#绿棉织物,纱线为绿75/白25,平纹40/2×40/2, 180×180;2#棕棉织物,纱线为棕75/白25,平纹40/2×40/2, 180×180;3#绿棉、棕棉色织物,平纹40×40。
化学试剂:氯化镁(北京益利精细化学品有限公司);防皱整理剂TCL-LF (石家庄环城生物化工厂);防皱整理剂Arkofix NEC(Clariant);防皱整理剂Knittex FF (Ciba);柔软剂AV-920(香港先进化工有限公司);壳聚糖(CTA)(浙江玉环县海洋生物化学有限公司)。
1.2实验方法
工艺处方:防皱整理剂 x g/l
MgClo6H2O y g/l
JFC 2g/l
工艺流程:二浸二轧(轧余率65%)-预烘(90 ℃,3min)-焙烘(P ℃,Qmin)
1.3测试方法
折皱回复角:按GB3819-83,取1.5×4cm试样三经三纬,在LFY-1织物折痕恢复性测试仪上测定急弹、缓弹回复角,取其平均值,并计算经+纬(T+W)以衡量织物的弹性。
断裂强力:按GB3923-83织物断裂强力和断裂伸长的测定方法,在HDO26N型电子织物强力仪上测定试样在10cm夹距条件下的断裂强力,计算平均值。
2 结果与讨论
目前,应用于纺织产品的天然彩色棉主要是绿棉和棕棉两种,由于天然彩色棉,特别是绿棉织物色泽稳定性差,易发生颜色变化,因此提高织物的防皱性能的同时,必须保证织物无显著色变。由彩色棉色变规律研究得知〔1〕:棕棉在pH 4~10范围内处理时,色变很小;绿棉则在pH 6~8范围内处理时,色变很小。因此选择防皱整理剂及整理条件时兼顾色变这一因素,经初步试验筛选出防皱整理剂TCL-LF 、防皱整理剂Arkofix NEC(Clariant)和防皱整理剂Knittex FF三种进行天然彩色棉织物防皱整理研究。
2.1催化剂用量选择
催化剂是防皱整理剂与纤维素纤维发生交联反应的必要条件,因此首先研究催化剂MgCl2.6H2O用量对防皱整理的影响。根据防皱整理剂TCL-LF的推荐处方在1#绿棉织物上进行实验,处方为TCL-LF 65g/L, JFC 2g/L,焙烘温度150 ℃,时间3min, 整理液的pH值在5.4-6之间.催化剂MgCl2.6H2O用量选择为 8,10,12,14g/L,实验数据见表1。
表1: 催化剂对防皱效果的影响
| MgCl2.6H2O用量goL-1 |
折皱回复角度 |
弹性提高率% |
断裂强力N |
强力下降率% |
MgCl2.6H2O:整理剂 |
| 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 |
从表1数据可以看出,随着催化剂MgCl2.6H2O用量的增加,强力下降越来越大。催化剂用量增加,弹性回复角增加,但当催化剂用量超过12g/L后,弹性提高率反而下降,说明当MgCl2.6H2O:整理剂用量比为1:5.4时,防皱效果最好。
2.2焙烘温度选择
焙烘温度不仅影响防皱整理效果,同时还影响彩色棉织物的表观色泽,因此要合理选择。由温度对彩色棉织物颜色影响研究〔2〕得知绿棉对温度更敏感,因此选择1#绿棉织物上进行实验,不同焙烘温度的实验数据见表2。
表2: 温度对防皱效果的影响
| 温度/℃ |
折皱回复角/ 0 |
弹性提高率/% |
断裂强力/N |
强力下降率/% |
| 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,焙烘时间3min,整理液的pH值在5-6之间。
由表2数据可知,随焙烘温度提高,折皱回复角增大,织物弹性提高,但当焙烘温度高于150,强力下降较多,织物表观色变显著。综合考虑织物表面色变情况和防皱效果认为:焙烘温度为140 ℃时较为合适。
2.3三种防皱整理剂整理效果比较
通过运用正交实验的方法对防皱整理剂TCL-LF、Arkofix NEC和Knittex FF的整理工艺研究(略)得知:焙烘温度为主要影响因素,其次为整理剂浓度,再次为焙烘时间。根据正交实验获得的优化条件及整理效果见表3。
表3: 三种整理剂优化条件及整理效果
| 整理剂名称 |
用量/goL-1 |
焙烘温度/℃ |
焙烘时间/min |
弹性提高率/% |
断裂强力下降率/% |
| 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之间, MgCl2.6H2O:整理剂用量比为1:5.4。
由表3数据可知:Knittex FF和Arkofix NEC整理后织物的弹性提高率高,Arkofix NEC整理引起的强力下降率高达29%,而Knittex FF则需在160℃焙烘,造成彩棉织物(特别是绿棉织物)色变,有违防皱整理的初衷。而TCL-LF虽然弹性提高率略低于前两者,但弹性回复角已达220度以上,而且强力下降率低于Arkofix NEC,焙烘温度为140℃,可保持彩色棉织物固有的颜色,因此TCL-LF为彩色棉织物防皱整理用较为理想的防皱整理剂。
2.4柔软剂对防皱整理的影响
表4: 柔软剂对TCL-LF防皱整理的影响
| 整理方法 |
弹性提高率/% |
断裂强力下降率/% |
| 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:整理用织物为3#,比1#和2#织物薄。
考虑到防皱整理剂TCL-LF整理后织物强力有所下降,试图通过添加有机硅柔软剂AV-920加以为改善。由表4数据可知:随AV-920加入,弹性提高率有不同程度的增加,织物的柔软性显著提高,当AV-920的加入量为20g/L时,弹性提高率达29.6%,与未加的比增加了6.3%,而强力下降率则降低了3.8%。但用量再增加,虽然弹性提高率进一步增加,但强力下降率也随之增加,这主要是由于柔软剂AV-920是含环氧基的反应性有机硅,当用量少时,有机硅大分子中脂肪链的润滑作用起主导作用,从而使织物弹性提高,强力下降少;用较量多时,反应性基团与纤维素的反应导致织物弹性提高的同时强力下降。因此我们认为:适量添加柔软剂有利于提高织物的弹性回复性能。
3 结论
防皱整理剂TCL-LF、Arkofix NEC和Knittex FF有效地提高了彩色棉织物的弹性,但综合考虑织物的弹性提高率、强力下降率及对织物表观颜色的影响情况,防皱整理剂TCL-LF较为理想;整理液中MgCl2.6H2O:整理剂用量比为1:5.4为宜;焙烘温度140℃以下,可保持彩色棉织物固有的色泽;整理液中加入适量柔软剂有利于提高织物弹性,改善织物手感。(北京服装学院 陈 英 王俊华 黄慧芳 康晓婧) 参考文献
1. 陈森,天然彩色棉色素稳定性研究-绿棉,北京服装学院2003届本科生毕业论文。
2. 李莉,天然彩色棉性能研究,北京服装学院2004届本科生毕业论文。
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