1 工艺路线设计
三防整理是拒水、拒油、防污整理的简称,含氟整理剂是唯一能用于三防整理的助剂。这类产品是1955年首先由美国3M公司开发并商品化生产的,以后英国、德国、瑞士及日本相继开发了不少品种。现在市场上比较常见的有日本旭硝子公司的Asahi guard AG系列、日本大金公司的Unidye TG系列、瑞士科莱恩公司的Nuva系列、德国朗盛公司的BaygaM系列、美国3M公司的PM系列以及由美国亨斯迈公司推广的著名的Teflon系列等产品,都具有良好的拒水拒油防污性能。此外,国内一些公司通过购进原液进行加工处理,形成自己的三防整理剂产品系列,在生产中根据情况也可选用。
纯棉织物在三防整理的基础上,可以进行三防+柔软、三防+硬挺、三防+免烫、三防+防紫外线、三防+易去污、三防+阻燃等多种复合型功能整理.对于上述几种复合型功能整理,在工艺设计上,可采用一浴一步法工艺,也可采用二浴二步法工艺。从节能降耗、提高生产效率、降低疵布率的角度出发,一浴一步法无疑是最佳工艺路线。但同浴整理时,同一工作液中涉及诸多助剂,助剂间的相容性如何(如离子性是否冲突、工作液的pH 值是否符合等)、其他助剂的引入是否会影响最终产品的三防整理效果,都是要考虑的问题.
2 生产实践
2.1 三防+柔软整理
虽然三防整理并不会影响到织物手感,但对于对手感舒适度特别挑剔的客户来说,在三防整理的同时进行柔软整理是必要的。
柔软整理是最普通的一种化学整理,常用的柔软剂按化学结构的不同,可分为脂肪酸酯类、脂肪酸胺类、有枧硅类和聚乙烯乳液类等几种类型,其中有机硅和各种改性有机硅柔软剂的使用最为广泛。但在与三防整理剂并用时,需要对柔软剂进行慎重选择,除了对离子性有所考虑外,更重要的一点是柔软剂的加入不能影响三防整理效果。
一般而言,聚乙烯乳液型柔软剂的成膜特性会干扰三防整理剂与纤维的交联反应,而普通有机硅类柔软剂中的硅元素具有天然的亲油性。因此,这两类柔软剂都会降低织物的拒水拒油性能,不适合在三防整理中应用。
不少公司对于自己的柔软剂系列产品进行了筛选细分,推出了适用于三防整理的柔软剂品种。国内上海泽星公司研发的氟素并用柔软剂Sinsofler ERl010和ER-1021为脂肪酸浓缩衍生物,手感细致、滑爽、丰厚、柔软,可与三防整理剂同浴使用而不影响三防整理效果;石家庄联邦科特公司的DT-3040柔软剂为氨基改性有机硅与脂肪酸衍生物的复合物,手感自然、丰满,适用于三防整理中作柔软剂。国外亨斯迈公司的柔软剂米加索特(Megasoft)JET-LF为功能性聚硅氧烷与脂肪酸酰胺的复合物,具有极佳的手感,可与Teflon拒水拒油剂同浴加工;科莱恩公司的柔软剂山德纳 (Sundolube) SUN ZPl33可与 Nuva 拒水拒油剂同浴整理,也为此类产品。
需要说明的是,三防并用柔软剂只是本身亲水性略差而已,并不能增进三防整理效果。因此,对于仅仅作为添加剂来改善手感的柔软剂而言,其用量越少越好,以5~10 g/L为宜。
①工艺流程
染色织物→浸轧整理工作液→烘干→焙烘→下机。
②工艺配方与条件
三防整理剂 SF-600 40 g/L,
柔软剂ER-1010 10 g/L,
醋酸调pH值 5~6,
焙烘温度 175~l 80℃,
焙烘时间 l min。
2.2 三防+硬挺整理
与三防+柔软整理相反,对于另外一些客户,则要求织物不仅具有拒水拒油特性,还需具有挺括的手感,这就需要在三防整理的同时进行硬挺整理。
硬挺整理剂有天然和化学浆料两类,天然浆料由于不耐洗,且前后手感一致性不易掌握,已在生产中逐渐淘汰,化学浆料常用的有PVA、聚丙烯酸酯和聚乙酸乙烯酯类等。PVA使用时需高温沸煮,与其他助剂相容性差。国产硬挺剂多为聚丙烯酸酯类型;国外硬挺剂则一般采用聚乙酸乙烯酯结构,如亨斯迈公司的特奇连(Dicrylan)V-HKN、巴斯夫公司的比力白(Perapret)VA-new 以及德司达公司的爱芙奋(Evo fin)NPA 等,都是此类硬挺剂.
无论是PVA,还是聚丙烯酸酯类和聚乙酸乙烯酯硬挺剂,烘干过程中,都会在纤维表面铺展成膜。如果与三防整理剂同浴整理,则会严重干扰三防整理剂与纤维的反应,造成防水防油性能急剧下降,防水分数甚至可能降到零分。如果采用二步法工艺,即先进行硬挺整理,后进行三防整理,虽可改善三防整理效果,但硬挺整理后的织物再进行湿加工时,布身极易起折皱,产生疵病,所以也不可取,
在实践中,选取三聚氰胺树脂作为硬挺剂,采用一浴一步法工艺,能达到较好效果,但要注意控制残留甲醛含量不要超标。
①工艺流程
染色织物→浸轧整理工作液→烘干→焙烘→下机。
②工艺配方与条件
防水防油剂HPC-1 60g/L,
硬挺剂HX一60 40g/L,
醋酸调pH值 5~6,
焙烘温度 175~180℃,
焙烘时间 1min。
2.3 三防+免烫整理
关于免烫的含义,对于不同的产品和不同的使用场合存在着差别。对洗涤干燥后要求保持褶裥(折痕)的产品,例如裙子、裤子等,免烫的含义是耐久压烫;对于没有褶裥或洗涤干燥后不要求保持褶裥的产品,如衬衣和休闲装等,免烫的含义是防缩抗皱。因此,织物的免烫整理也即防缩抗皱整理。
在染厂,免烫整理常采用前焙烘工艺.市面上流行的免烫整理剂基本上都是低甲醛改性2D树脂产品,如亨斯迈公司的利特色(Knittex)系列、科莱恩公司的爱科菲可斯(Arkofix)系列、巴斯夫公司的服丝平(Fixapret)系列、德司达公司的爱芙普莱特(Arkofix)系列等,国内商品牌号更是众多。
一般免烫整理工作液中主要含三种组分,即免烫树脂、催化剂和柔软剂。其中柔软剂多选用组合型柔软剂,由聚乙烯乳液型柔软剂和有机硅类柔软剂组成。下面以两个经典免烫整理配方加以说明。
配方l:(巴斯夫公司推荐)
树脂服丝平F-EC0 40~70g/L,
催化剂康定素F-M l3~l7g/L,
柔软剂适利坚VN 20~30g/L,
柔软剂适利坚SIH l0~40g/L。
配方2:(科莱恩公司推荐)
树脂爱科菲可斯NFL l00 g/L,
催化剂NKS 20g/L,
柔软剂UP 20g/L,
柔软剂维露纳P40 35 g/L.
在配方1中,适利坚(Siligen)VN为聚乙烯乳液型柔软剂,适利坚(Siligen)SIH为聚醚改性氨基硅柔软剂,在配方2中,柔软剂UP为弹性硅酮体柔软剂,维露纳(Velustr01)P40为聚乙烯乳液型柔软剂。两种柔软剂的组合运用,既改善了织物的耐磨性和撕破强力,又提高了织物的吸水性。
上文曾提到聚乙烯乳液型柔软剂和有机硅类柔软剂都会影响织物的拒水拒油整理效果,因此如果免烫整理与三防整理同浴进行,则应对柔软剂的使用加以限制。原来的汽巴公司曾针对高端市场,推出一组产品组合,内含拒水拒油剂奥利氟宝C0、免烫树脂汽巴特斯RS-FS和手感改进剂汽巴特斯HM-JLF,来进行三防+免烫同浴整理,整理后的产品可悬挂Teflon Wrinkle Resistance吊牌。现在的亨斯迈公司则推荐使用奥利氟宝C0、免烫树脂利特色FEL和柔软剂米加索特JET-LF来进行三防+免烫整理。
①工艺流程
染色织物→浸轧整理工作液→烘干→焙烘→下机.
②工艺配方与条件
奥利氟宝C0 60 g/L,
利特色FEL 40g/L,
催化剂M0 12 g/L,
米加索特JET-LF l0g/L,
醋酸调pH值至 5~6,
焙烘温度 175~180 0c
焙烘时间 lmin. 。
2.4 三防+易去污整理
众所周知,三防整理后的织物虽然具有极佳的拒水和拒油功能,但一旦被油性污垢所沾污,却也极难去除。针对这种情况,市场上出现了含氟易去污整理剂。此类整理剂在氟碳树脂分子结构中引入亲水性基团,从而赋予整理后的织物双重性能。即在干态情况下,氟烷基在织物表面定向密集排列,形成低表面张力而产生拒油性,而在洗涤液中,处于中间部位的亲水性链段又会在织物表面定向排列,使其亲水化,产生去污和防止再沾污作用。
大体上说,三防整理适于外衣、休闲服、餐桌布和帐篷等面料;易去污整理则适于工装面料。较为有名的易去污整理剂有日本旭硝子公司的AG-780、大金公司的TG-991、美国3M公司的PM-490、德国朗盛公司的Baygard SOC 01以及亨斯迈公司推广的Teflon产品奥利氟宝SRN 和 ZSR。
单独使用含氟易去污整理剂对织物进行整理,也能获得良好效果.只是由于亲水性基团的影响,使得织物在干态情况下防水性能略差。为此,现在又有了一种所谓的“三防+易去污整理”,即在整理工作液中,含有三防整理剂与易去污整理剂两种组分,通过调整二者比例,以求得最佳整理效果。
①工艺流程
染色织物→浸轧整理工作液→烘干→焙烘→下机。
②工艺配方与条件
易去污整理剂TG991 40 g/L,
三防整理剂TG5218 20 g/L,
架桥剂BN一69 20 g/L,
醋酸调pH值至 5-6,
焙烘温度 l75~180℃,
焙烘时间 l min。
2.5 三防+防紫外线整理
上述几种复合型功能整理均采用一浴一步法工艺,这是因为工作液中不同助剂之间不存在相容性问题,而当进行三防+防紫外线复合整理时,则需要考虑这一问题。
国内外防紫外线整理剂的生产厂商较少,比较知名的有亨斯迈公司的尤维晒(Uv sun)CEL 和科莱恩公司的雷奥山(Rayosan)C,都有吊牌可以提供.这里选用雷奥山C。
雷奥山C化学结构为杂环化合物,是阴离子型反应性紫外线吸收剂,其与纤维素纤维的反应需在碱性条件下进行,因此进行工艺设计时,采用二浴二步法。
①工艺流程
一浴:防紫外线整理
染色织物→浸轧整理工作液→烘干→焙烘→水洗→烘干→下机.
二浴:三防整理
染色织物→浸轧整理工作液→烘干→焙烘→下机.
②工艺配方与条件
一浴:防紫外线整理
雷奥山C 30 g/L,
小苏打 7.5 g/L,
焙烘温度 150℃,
焙烘时间 1.5~2 min.
二浴:三防整理
奥利氟宝C0 40 g/L,
醋酸调pH值至 5~6,
焙烘温度 175~180℃
焙烘时间 1 min。
由于采用了二步法整理工艺,工艺路线较长.近来有些厂商开发了无机纳米型抗紫外线整理剂,从理论上讲应可与三防整理剂同浴整理,在生产中尚需验证。
2.6 注意事项
织物在进行复合型功能整理前,必须严格控制半成品的质量.用于整理的织物须不含有如润湿剂、染色助剂、残余浆料和其他表面活性剂;布面的pH以中性偏酸性为宜。
整理工作液的pH值应控制在5.0~6.0,pH值过低有使乳液分子增大导致工作液不稳定的倾向.由于大多数助剂都是浓缩液,需稀释后再行加入,三防整理剂最后加入。
3 结束语
通过优选助剂,优化工艺路线,对纯棉面料进行复合型功能整理,拓宽了产品结构,提升了产品附加值。复合型功能整理技术的关键就在于对助剂的选用,只有了解和掌握助剂的化学和使用特性,全面考虑助剂间的相容性,反复试验,才能做出成功的复合型功能整理产品。
来源:印染在线
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