天然纤维织物,如棉织物,具有吸湿透气、抗静电、穿着舒适及易生物降解等优点。但也存在弹性差、易起皱、穿着不挺括等缺点。因此,为了改善其服用性能,还要进行为提高织物从折皱状态回复原状为目的的防皱整理(anti⁃crease finish,crease⁃proof finish,wrinkle proofing)。通常用在一定条件下测定织物的折皱回复角来衡量织物的防皱整理效果。
织物形成折皱的原因是由于在外力作用下,纤维弯曲变形,去除外力后未能完全回复原样所造成的。提高纤维素纤维的弹性,普遍采用与纤维素上羟基起键合(共价交联)作用,同时又在纤维上起沉积作用的某些高分子化合物(即合成树脂)对织物进行处理来实现。习惯上,将这些处理泛称为树脂整理,经过树脂整理的织物,不但具有抗皱性能,而且还能获得防缩效果。
对防皱整理的研究已有较长的历史,早在1926年,人们就曾用酚醛或脲醛预缩体处理织物以获得防皱效果。但由于当时的预缩体和整理液稳定性差,整理的织物具有泛黄、手感差及强力下降大的缺点,所以未能得到实际应用。后来经过改进和研究,出现了多种用于防皱整理的合成树脂,如尿素甲醛树脂(脲醛树脂,简称UF)、三聚氰胺甲醛树脂(氰醛树脂,简称TMM)、二羟甲基次乙烯脲树脂(简称DMEU)和二羟甲基二羟基乙烯脲树脂(简称DMDHEU 或2D)。其中,DMDHEU 树脂与纤维素纤维的交联反应如下。
工厂进行树脂防皱整理的一般工艺流程为:制备工作液→浸轧→预烘→烘干→高温焙烘→平洗→烘干。
此类树脂整理效果虽好,但整理液中有游离甲醛,加上整理剂中的N-羟甲基也会发生共价键断裂,释放出甲醛。目前多采用它们的改性产品进行织物整理以降低防皱整理织物的甲醛释放。
(一)制备工作液
整理用树脂或初缩体都有一定的含固率,根据整理效果的要求考虑树脂施加到织物上的含固量和浸轧时的轧余率来确定整理工作液的浓度。为加快树脂整理的化学反应,常加入一些催化剂,如氯化镁、硝酸锌等,在焙烘时发挥催化作用。为改善树脂整理后织物手感及提高织物的强力保留率和耐磨性,常在工作液中加入适量的添加物,如柔软剂、强力保护剂等。对于厚织物还可加入适量的润湿剂、渗透剂。
配制工作液时,除了考虑树脂和助剂的用量外,还要考虑它们的相容性和工作液的稳定性,一般来说,工作液的稳定时间应大于一个作业班的一个工作日。
(二)浸轧(pad;padding)
浸轧的目的是把含有树脂和助剂的工作液均匀地转移到织物上去。浸轧常采用二浸二轧,浸轧时纯棉织物的轧余率一般控制在65%~70%,涤/棉织物的轧余率控制在60%左右。浸轧中若能采用均匀轧车,可适当降低轧余率,不仅能提高均匀性和节约能源,而且整理效果会更好。
(三)预烘(pre⁃drying)(www.xing528.com)
预烘的目的是为了防止浸轧在织物上的树脂和助剂在烘燥时由于水分的快速蒸发而发生泳移,造成表面树脂和沾污设备。预烘大多采用红外线烘干,具有加热快而均匀,防止或减少树脂泳移的优点。
(四)烘干(drying)
浸轧的织物经预烘后带液率大大降低,再在热风拉幅机上烘干,既达到干燥目的,又能使织物达到一定的幅宽。烘干温度宜控制在80~102℃,烘房温度从低到高逐步升高。如采用针铗拉幅机,烘干拉幅前可配合超速喂布,可以使织物获得预缩的效果。
(五)焙烘(cure)
织物经烘干后还必须经高温焙烘(130~160℃),使树脂在纤维内部发生反应。焙烘时间一般为3~5min,时间的长短主要取决于树脂、催化剂种类和焙烘温度。为节约能源和提高劳动生产率,有向低温焙烘或快速催化的方向发展,如有的快速树脂,焙烘时间只需1~2min。
焙烘设备常用热风针铗拉幅机、悬挂式焙烘机和导辊式焙烘机等。要求设备的烘房温度和热风的风速都要均匀一致。
(六)平洗烘干(open washing and drying)
织物经焙烘后,反应中的副产物及表面树脂必须去除,因此需要平洗。平洗在平洗机上进行,其工艺条件视树脂种类而定,一般树脂宜采用温和条件,即用洗涤剂3 ~5g/L,60 ~80℃皂洗,再经清水洗后烘干即可。如果省去焙烘后的平洗或平洗不充分,织物上就会有残留的游离甲醛,而甲醛对人体有害,必须严格控制,使其降至限量以下。此外,在整理焙烘过程中会有副产物,有些副产物如三甲胺[N (CH3)3]会产生难闻的气味,而有些三甲胺以甲铵盐的形式存在于纺织品上,在贮存或服用时再分解出三甲胺,产生难闻的鱼腥味,因此必须进行充分的平洗。
经高分子树脂进行防皱整理后,织物的弹性会有显著提高,但其断裂强力、断裂延伸度、撕破强力和耐磨性会有所下降,这是由于在树脂整理中,在纤维素大分子间引入的共价交联使纤维随外力作用而发生形变的能力削弱,应力相对集中而造成的。因此,在防皱整理中,必须处理好提高织物的防皱性能与减少织物的强力下降这一对矛盾。
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