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純棉織物無甲醛免燙整理

發布時間:2014/04/03

 

                                                                 趙志芳              上海市紡織科學研究院

摘要: 純棉織物免燙整理從有甲醛到低甲醛,無甲醛整理的發展。本文簡述防皺整理的現狀,重點介紹無甲醛免燙整理劑DPH的性能及其應用工藝。結果表明,應用該整理劑可取得較理想的DP 級、彈性和強力保持率。

一、防皺整理的現狀

隨著人們環保和健康意識的增強,人們追求回歸自然,崇尚天然纖維,向往穿著舒適和料理簡便,為了克服純棉織物易起皺,洗后需熨燙的缺陷,防皺整理成為首選工藝。防皺整理是提高纖維的回彈性,使織物在服用中不易皺褶并且易從皺折中復原的整理工藝,用于防皺整理的助劑稱為防皺整理劑。防皺整理主要用于纖維素纖維及其混紡織物,以及蠶絲織物。早期使用的整理劑是脲和甲醛的初縮體(UF),以提高粘膠織物的防皺性能和降低縮水率,由于脲和甲醛會生成脲醛樹脂,因此防皺整理也被稱為樹脂整理。通常所講的不皺(wrinkle free)、洗可穿(wash and wear)、形態安定(form stability)、形狀記憶(shape memory)、免燙(noiron)等術語含義基本相同,都是指全棉、CVC織物或服裝經過了特定的整理達到了耐久壓燙(durable press,permanent press)水平的整理效果,具備洗滌后不皺或保持褶縫的性能。

現在市場上防皺整理劑的品種很多,多數為酰胺和甲醛的初縮體。也有一些是不含氮和甲醛的雙官能或多官能交鏈劑。其中應用較多的是二羥甲基二羥基乙烯脲(DMDHEU),該類防皺整理劑雖然有較好的免燙效果,但經這些整理劑處理后,都不可避免地會釋放和殘留游離甲醛。甲醛對人體有較強的刺激作用,甚至會誘發癌癥。為此國際上對織物含游離甲醛殘留量的標準越來越嚴,如中國的GB18401-2001規定甲醛限量:嬰兒服裝為20ppm,直接接觸皮膚的服裝為75ppm;非直接接觸皮膚的服裝為300ppm。在日本規定甲醛限量:直接接觸皮膚的服裝為75ppm;直接接觸皮膚較少的成人男女襯衫、睡衣為300ppm。而且目前市售低甲醛免燙整理劑難以達到這類標準,還出現退貨和索賠的問題。

近代的無甲醛整理劑主要有多羧酸類和戊二醛等。多羧酸的研究雖在20世紀60年代中后期已進行,但因效果不佳而沒有繼續。1980年后期,由于采用次磷酸鈉(NaH2PO2)作為催化劑取得成功,1,2,3,4,一丁烷四羧酸(BTCA)在棉織物上獲得很好的整理效果,無論DP級(4.5級以上)、白度、耐洗牢度、抗強力保留等指標都比較滿意。但唯一阻礙BTCA被廣泛應用的原因是價格昂貴。而價格低廉的檸檬酸(CA),存在著整理品泛黃,耐洗牢度差等缺點。北京潔爾爽高科技有限公司技術人員對無甲醛免燙整理劑作了重點研究,開發了無甲醛免燙整理劑DPH和FS。DHP的主要成分為BTCA,無甲醛防皺整理劑FS的主要成分為多羧酸改性物。

 

二試驗部份

1. 織物:經退漿、煮練、漂白后的JC40×40,133X72純棉斜紋織物

2. 整理劑:2D、M2D、DHP、FS

催化劑:氯化鎂、SHP

柔軟劑:S–960

3. 工藝配方

a. 樹脂整理劑2D    4~8 %    b. 樹脂整理劑M2D  8 ~15%

催化劑氯化鎂?。眫1.5%        催化劑氯化鎂   3.5~5.5%

滲透劑JFC        0.3%        滲透劑JFC         0.1%

柔軟劑S-960       3%        柔軟劑S-960       3%

c. 無甲醛免燙整理劑DHP     4 ~10%

  催化劑SHP                4 ~10%

  柔軟劑S-960                 3%

d. 無甲醛免燙整理劑FS      10 ~30%

    柔軟劑S-960               2 ~5%

    柔軟平滑劑S-800          1 ~3%

4.工藝流程

預焙烘(pre-cure):織物(布面pH值=6~7)→浸軋整理溶液(軋液率60 ~90% 液溫:室溫)→80 ~100℃烘干→焙烘(溫度150 ~180℃時間:6min ~1.5min)→成品。

 

(一)結果和討論

1.整理劑濃度

織物用不同濃度的免燙整理劑處理。隨著單體濃度的增加,織物彈性就不斷增加。但織物的強力有所下降,下表是在焙烘溫度170,時間2min,所得出的數據。

表1 整理濃度與彈性、強度的關系

 

整理劑

 

測試項目

彈性

彈性提高率%

斷裂強度(N)

強力保留率%

DP

級別

濃度

%

經+緯(度)

原   樣

 

151

0

448

365

100

100

1.5

2D

4

227

50.3

374

235

83.5

64.4

3.1

5

240

58.9

362

217

80.8

59.5

3.4

6

252

66.9

345

209

77

57.3

3.5

續表1

 

整理劑

 

測試項目

彈性

彈性提高率%

斷裂強度(N)

強力保留率%

DP

級別

濃度

%

經+緯(度)

原   樣

 

151

0

448

365

100

100

1.5

M2D

8

225

49

380

252

84.8

69.5

3.3

10

242

60.3

365

241

81.5

66.0

3.6

12

256

69.5

350

235

78.1

64.4

3.8

DHP

6

278

84.1

375

254

83.7

69.6

4.1

7

286

89.4

364

242

81.2

66.3

4.5

8

288

90.7

348

237

77.7

65.0

4.6

FS

10

263

74.2

378

250

84.4

68.5

3.9

20

271

79.5

363

239

81.0

65.5

4.1

30

274

81.4

346

232

77.2

63.6

4.3

 

以上表可以看出,織物通過整理劑整理,其性質的變化與整理劑的種類和施加量有關??椢锏姆腊櫺远际请S著整理劑施加量的增加而顯著提高,但是提高施加量對織物的強力的下降也有提高。所以必須掌握好每一個不同規格織物的整理劑用量,才能得到滿意的效果。

2.焙烘溫度與時間的關系

焙烘溫度對處理織物的彈性和白度以及強力等都有影響,現在采用北京潔爾爽高科技有限公司生產的無甲醛免燙整理劑DHP,無甲醛免燙整理劑FS,用不同的溫度和不同的時間進行焙烘。

工藝配方如下:

1.防皺劑DHP       7%       柔軟劑S-960    3%

   催化劑SHP       7%      

2.防皺劑FS          20%     柔軟平滑劑S-800   2%

   柔軟劑S-960       3%

   焙烘時間2分鐘

 

表2 棉織物在不同溫度焙烘織物的性能

 

整理劑

 

測試項目

彈性

彈性提高率%

斷裂強度(N)

強力保留率%

DP

級別

織物外觀

焙烘溫度

 

經+緯(度)

原   樣

 

151

0

448

365

100

100

1.5

沒有色變

無甲醛免燙整理劑DHP

160

272

80.1

381

252

85

69

4.2

沒有色變

170

286

89.4

364

242

81.2

66.3

4.5

沒有色變

180

279

84.8

342

235

76.3

64.4

4.3

沒有色變

無甲醛免燙整理劑FS

160

259

71.5

376

253

83.9

69.3

3.8

沒有色變

170

271

79.5

363

239

81.0

65.5

4.1

沒有色變

180

269

78.2

340

232

75.9

63.6

3.9

微黃

 

表3 棉織物在170℃不同時間焙烘織物的性能

 

整理劑

 

測試項目

彈性

彈性提高率%

斷裂強度(N)

強力保留率%

DP

級別

織物外觀

焙烘時間

經+緯(度)

原   樣

 

151

0

448

365

100

100

1.5

沒有色變

無甲醛免燙整理劑DHP

1

270

78.8

372

250

83.0

68.5

3.9

沒有色變

2

286

89.4

364

242

81.2

66.3

4.5

沒有色變

3

282

86.8

350

234

78.1

64.1

4.1

沒有色變

無甲醛免燙整理劑FS

1

261

72.5

371

250

82.8

68.5

3.8

沒有色變

2

271

79.5

363

239

81.0

65.5

4

沒有色變

3

265

75.5

345

230

77

63.0

3.7

微黃

 

在無甲醛免燙整理劑DHP和FS的研究中,用這兩個整理劑整理的棉織物,都趨向于產生比WRA(彈性)值大小所預期的,較高的DP級別??紤]到評價耐久定型性能時,DP級別比WRA較為重要,用DHP和FS處理織物具有較高的DP級別,這一點可以啟示出這種體系對服裝應用也很適合。當焙烘溫度和時間增加時,強力保留率也隨著增加的幅度而相應下降。在我們的研究中發現織物之間存在著許多不相似性,應用最佳處理條件必須根據每種織物結構來進行選擇。下面對使用無甲醛免燙整理劑DHP和FS的過程中應該注意的事項加以說明,供后整理工作者參考。

1.預焙烘(pre-cure)

A.織物最好經過水洗,使布面干凈,干濕度一致,不帶堿。(布面pH值=6 ~7)。

B.烘干最好是熱風烘干,如果烘桶烘干時,開始幾只烘桶不宜過燙,以免泳移,結殼,手感發硬。

C.焙烘溫度和時間由織物的厚度和密度決定。如焙烘溫度170℃時,焙烘時間:32S以上的純棉織物90 ~120秒,21S ~32S純棉織物120 ~150秒,21S以下的純棉織物150 ~180秒。

D.考慮到織物品種,最終用途,設備和溫度計誤差等因素,建議先進行小樣和大樣實驗,再確定生產工藝。

2.延遲(后)焙烘(post-oure)

織物浸軋整理液→烘至規定的含濕量→打卷(外面包塑料薄膜,防止運輸或放置過程中失去水分)→服裝制造者裁剪成衣→高溫壓燙(175 ~185℃壓燙30秒,按要求使平整或產生褶縫)→焙烘房焙烘(160℃×3 ~6min;或170℃×2 ~4min;或150℃×6 ~12min;或140℃×12 ~20min焙烘時間由織物的厚度和密度決定)。延遲焙烘的優點:織物平整,尺寸穩定,能產生耐久褶縫,縫線處可能起皺,但極少。缺點:服裝焙烘成本高。打卷后的織物在運輸,制衣前的放置過程中易發生早定型,導致布卷中以存在的皺紋難以去除以及壓燙形成的褶縫保持能力差。

3.成衣整理(garment finishing)

 成衣必須經過水洗,去除面料上的漿料助劑等雜質,使衣服干凈不帶堿→成衣放入已準備好的工作液的浸漬槽中(浴比1:6 ~12)使其完全浸透(約浸15 ~30分鐘左右)→取出成衣放入脫水機脫水,使成衣帶液控制在70 ~100%。(回收殘液)→轉鼓烘干(60 ~80℃,烘干至含潮20%左右)→蒸汽熨斗燙平→壓燙機壓燙(175 ~185℃壓燙20秒)→焙烘(160℃×3 ~6min;或170℃×2 ~4min;或150℃×6 ~12min;或140℃×12 ~20min焙烘時間由衣服面料的厚度和密度決定)→冷卻(成衣出焙烘箱后,在室溫中自然冷卻)→包裝。

成衣整理的優點:制衣工廠的加工對象是未經處理的面料,不象原始焙烘工藝中加工對象是敏化的面料,不用擔心發生過早定形現象。缺點:成本高,加工過程的控制難度更高。

 

  • 結論

無甲醛防皺整理劑DHP和FS適用于棉、麻、人造棉及其混紡織物的防皺和耐久壓燙整理。經其整理后的織物具有良好的形態記憶和耐洗滌性,無游離甲醛,防縮防皺,外觀挺括,手感豐滿柔軟,耐洗耐磨性好。無甲醛防皺整理劑DHP,高溫下不泛黃,沒有色變現象。彈性可提高70 ~90%,強力保留率70 ~80%,DP級別為4以上。我公司研究的催化劑SHP為與無甲醛防皺整理劑DHP配套使用。無甲醛防皺整理劑FS,對織物的白度和色澤影響較小,彈性可提高60 ~80%。DP級別為4左右。DHP和FS整理劑整理的織物平挺度3級以上,織物穿著舒適,洗滌后不需再熨燙平整,壓線長久保持。

  


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