1、三种不同吸湿速干整理剂工艺的探讨 王阳 (西安工程大学纺织与材料学院，陕西西安 710048)方蓓 (广东溢达纺织有限公司，广东东莞 528500)【摘要】以分别用水分散性聚酯、环氧树脂、有机硅三元共聚物为主成分的三种不同组分的吸湿速干整理剂，对涤纶织物和涤棉织物的整理工艺进行了研究。实验结果表明：经以聚酯为主组分的吸湿速干整理 HMW8870 适用于整理涤纶织物；以有机硅三元共聚物为主成分的 HMW8871 适用于整理涤棉织物；以环氧树脂为主成份的吸湿速干整理剂 PA 的整理效果相对较差。【关键词】吸湿排汗;涤纶织物;涤棉织物;整理工艺【中图分类号】TS1956 文献标识码:B 文章编号:1
2、005-9350（2007 ）07-0035-05休闲服和运动服等服装的面料，既要求有良好的舒适性，又要求在活动时，一旦出现汗流浃背情况，服装不会粘贴皮肤而产生冷湿感。于是消费者对面料提出了吸湿排汗功能新要求。目前，运动服装领域对该类面料的需求十分强劲，吸湿排汗产品在Nike、Adidas、Reebok 等品牌中的数量逐渐增加。天然纤维的吸湿性能好，穿着舒适，但当人的出汗量稍大时，棉纤维会因吸湿而膨胀，透气性下降并粘贴在皮肤上，妨碍身体的活动，其水分发散速度也较慢，从而给人体造成一种冷湿感。聚酯纤维是当今合成纤维中最大的品种之一，它的断裂强度大，耐磨性好，又耐虫蛀，因此受到人们的喜爱。但聚酯纤
3、维是疏水性的，其吸湿排汗性能差，产生静电效应又使其易被沾污、织物表面易起毛起球，穿着舒适性大大下降。为了改善传统棉纤维及织物的排汗快干性，并配合与日俱增的化学纤维生产，吸汗快干整理剂的开发思想在后整理界应运而生“纺织专家尝试利用吸湿速干整理剂，使之均匀而牢靠地固着在纤维表面形成亲水性的方法，开发出吸湿排汗凉爽型织物。本实验分别采用以水分散性聚酯为主组分、以环氧树脂为主成分、以有机硅三元共聚物为主成分的吸湿速干整理剂，对涤纶织物和涤棉织物进行整理工艺的研究。1 实验部分1.1 材料与药品1.1.1 织物涤纶织物(64D，14472；涤棉(T5O/C50 ，4545 ，11076)织物。1.1.2
4、 仪器电子天平(上海精密科学仪器厂 ),EL-400 立式启动小轧车， ZC36 型高阻计，SW-8 型耐洗色牢度实验机，烘箱。1.1.3 药品吸湿速干整理剂 HMW8870，Herst 提供；吸湿速干整理剂 HMW8871，Herst 提供；吸湿速干整理剂 PA，市售；氯化镁，分析纯。1.2 工艺流程1.2.1 工艺(1)二浸二轧整理液 HMW8870(轧液率 70%-80%)烘干(80，2min)高温拉幅。1.2.2 工艺(2)二浸二轧整理液 PA(催化剂 MgCl2 用量为 0.5g/L，轧液率 70%-80%)烘干(80，2min)高温拉幅。1.3.2 工艺(3)二浸二轧整理液 HWW
5、8871(轧液率 70%-80%)烘干(80，2min) 高温拉幅。1.3 测试方法1.3.1 吸湿性测试吸湿性测试采用日本 JIS1907-02 检测标准，从织物的纵向和横向分别选取 5 个大小均为 30Omm25mm 的布片，底端栓有 3.0g 重的玻璃棒，浸入到 KMnO4 溶液中，在该状态下放置 lOmin，测定由于毛细管现象溶液的上升高度，取其纵向和横向高度的平均值。1.3.2 快干性测试采用台湾纺拓会标准 TTFO007吸湿速干纺织服饰品中提供的测试方法。试验时，将 6cm6cm 试样置于烧杯口部，匝紧，试样表面须平整且经纬纱不能有扭曲。将其放置在温度 20l、相对湿度 (652)
6、%的环境下平衡 24h，然后放在准确度 0.001 的电子天平上，以滴定管口从距试样表面 lcm 的高度，滴 0.O5mL 水于试样表面，测试 l2min 后其水分蒸发率。水份蒸发率越大，说明速干效果越好。水份蒸发率(%)=(试样重量变化/0.05mL 水之重量)100%1.3.3 抗静电性测试使用 ZC36 型高阻计来测定织物的表面电阻。当织物的表面电阻越小时，则它的抗静电性越好,反之则越差。1.3.4 防沾污性测试采用 AATCCl30-2000 标准。准备两块 38cm38cm 大小的整理片的织物，调湿 4h(温度211，相对湿度 65%2%)后，平放在单层的 AATCC 吸水纸上，用滴
7、管滴 5 滴玉米汕于织物表面，用 7.6cm7.6cm 的玻璃纸覆盖在油污部位，再用 2.268kg 的重锤压在玻璃纸上，静置 60s，然后移开重锤，扔掉玻璃纸。将织物样品放在全自动洗衣机中，按标准程序洗涤、脱水、烘干，对照 AATCC 易去污标准样照进行评级。级数越高，去污效果越好，每块织物评定 2 次，取 4 次评定级数的平均值作为最后结果。1.3.5 耐洗性测定参照 JIS0217-103“家用电器洗涤方法“标准进行，具体为:将含有 2g/L 洗衣粉的洗涤液和测试织物放入洗衣机中，控制浴比 1:30，水温 40，洗涤 5min，脱水，再用冷水洗涤2min，脱水烘干。2 结果与讨论实验选用
8、以聚酯为主组分的复配物 HerstHMW8870、以环氧树脂为主成分的 PA、以有机硅三元共聚物为主成分的 HerstHMW8871 三种吸湿速干整理剂，分别按表 1 所示的工艺参数对涤棉、纯涤织物进行整理。表 1 整理工艺正交试验A B C序号 整理剂用量 g/L焙烘温度 焙烘时间min0 0 0 01 30 170 0.52 30 180 13 30 190 1.54 30 200 25 40 170 26 40 180 1.57 40 190 18 40 200 0.59 50 170 110 50 180 0511 50 190 212 50 200 1.513 60 170 1.51
9、4 60 180 215 60 190 0.516 60 200 12.1 吸湿速干性能的测定2.1.l 经 HMW8870 整理按工艺(1)分别对纯涤织物与涤棉织物进行整理，得到表 2。从表 2 可以看出，经Herst HMW8870 整理后，纯涤织物样品的毛细高度(lOmin)从 1.7cm 上升到 13.5cm；水份蒸发率也从 10.3%上升到 100%，纯涤织物达到了很好的吸湿速干效果，但经 HMW8870 整理后，涤棉织物样品的毛细高度仅从 2.4cm 上升到 8.2cm；水份蒸发率也仅从 20.5%上升到85.5%，涤棉织物的吸湿速干效果不是很明显，这是因为 HMW8870 是聚酯
10、和聚醚的嵌段共聚物，其中聚酯链段对涤纶有较强的亲和力，可与涤纶产生共结晶，聚醚链段起到亲水效果，所以 HMW8870 适合整理纯涤纶织物。从表 2 中 R 值看出， ABC，所以本实验中，整理表 2 经 HMW8870 整理后织物的吸湿速干性能剂的用量对织物吸湿速干性能的影响最大，焙烘温度对织物吸湿速干的性能也有影响，而焙烘时间几乎对其无影响。纯涤织物 涤棉织物毛细高度 cm 水份蒸发率% 毛细高度 cm 水份蒸发率%KA B C A B C A B C A B C0 1.7 10.3 2.4 20.5K1 8.2 9.2 10.3 90.5 95.2 96.5 7.5 7.4 7.6 79.
11、6 80.1 80.3K2 10.9 10.2 10.5 97.6 96.4 96.9 7.8 7.6 7.6 80.1 81.2 80.9K3 12.6 11.4 11.1 l00 97.0 97.1 7.9 7.7 7.7 82.4 82.3 81.2K4 13.5 12.9 11.5 l00 99.1 97.5 8.2 7.7 7.8 85.5 84.5 82.4R 5.3 3.7 1.2 9.5 3.9 1.0 0.7 0.3 0.2 5.9 4.4 2.1从表 2 中的 K 值可以看出，随着整埋剂 HMW8870 用量的增加，涤纶织物的吸湿速干性能提高。当用量达到 60g/L 时，涤
12、纶织物的毛细高度和水分蒸发率达到最大值。随着焙烘温度的提高，涤纶织物的吸湿速干性能也随之提高，当焙烘温度达到 200时，涤纶织物的毛细高度和水分蒸发率达到最大值。随着焙烘时间的延长，涤纶织物的吸湿速干性能无明显变化，考虑到效率问题，焙烘时间以 0.5min 为宜。最佳工艺确定为：HMW8870 用于整理涤纶织物，用量为 60g/L，焙烘温度为 2OO，焙烘时间为 0.5min。212 经 PA 整理按工艺(2)分别对纯涤织物与涤棉织物进行整理，得到表 3。表 3 经 PA 整理后织物的吸湿速干性能纯涤织物 涤棉织物K毛细高度 cm 水份蒸发率% 毛细高度 cm 水份蒸发率%A B C A B
13、C A B C A B C0 1.71 10.3 2.4 20.5K1 4.5 5.7 6.7 40.6 45.2 53.22 5.8 6.4 3.8 509 45.9 499K2 7.4 6.9 6.9 50.8 50.2 55.25 8.3 7.5 3.9 60.6 51.4 50.3K3 8.1 7.2 7.2 60.3 55.6 56.9 9.4 8.3 4.0 70.8 55.2 55.7K4 8.9 8.3 7.3 69.4 60.3 57.2 9.9 9.6 4.1 72.9 60.8 56.2R 4.4 2.6 0.6 28.8 15.1 3.98 4.1 3.2 0.3 22
14、.0 14.9 6.3从表 3 可以看出，经 PA 整理后，纯涤织物样品的毛细高度 (lOmin)从 1.71cm 上升到8.9cm；水份蒸发率也从 10.3%上升到 69.4% 经 PA 整理后，涤棉织物样品的毛细高度仅从2.4cm 上升到 9.9cm；水份蒸发率也仅从 20.5%上升到 72.9%，这是因为环氧树脂型吸湿速干整理剂在催化剂 MgCl2 的作用下环氧基开环，焙烘后羟基与纤维发生交联而形成醚键，具有亲水性。但纯涤织物和涤棉织物的吸湿速干效果都不是很理想，这是因为树脂类吸湿速干整理剂会对纤维表面坑槽或孔洞有涂覆作用，降低其吸湿性能。2.1.3 经 HMW8871 整理按工艺(3)
15、分别对纯涤织物与涤棉织物进行整理，得到表 4。从表 4 可以看出，经 HerstHMW8871 整理后，纯涤织物样品的毛细高度(lOmin)从1.7lcm 上升到 8.3cm；水份蒸发率从 10.3%上升到 84.5%，纯涤织物吸湿速干效果一般。但经 HMW8871 整理后，涤棉织物样品的毛细高度从 2.4cm 上升到 14.2cm；水份蒸发率也从20.5%上升到 100%，涤棉织物的吸湿速干达到了很好的效果，所以 HMW8871 适用于整理涤棉织物。这是因为 HMW8871 是一种含有环氧基团和聚醚基团的有机硅三元共聚物，环氧基团可以与棉纤维分子交联而获得牢固的吸附。侧链上的聚醚基团则为亲水
16、基团，提供亲水性和柔软性。表 4 经 HMW8871 整理后织物的吸湿速干性能纯涤织物 涤棉织物毛细高度 cm 水份蒸发率% 毛细高度 cm 水份蒸发率%KA B C A B C A B C A B C0 1.71 10.3 2.4 20.5K1 7.4 7.1 7.5 74.3 78.3 78.3 9.2 10.4 11.2 92.5 96.3 97.5K2 7.8 7.2 7.6 75.9 80.2 80.9 11.9 11.2 11.6 98.6 97.2 97.8K3 7.9 7.6 7.7 79.6 83.1 82.3 l4.2 12.8 12.4 l00 98.2 98.2K4 8
17、.3 7.9 7.7 84.5 85.2 84.5 13.4 13.2 12.3 100 99.5 98.50R 0.9 0.8 0.2 10.2 6.9 6.2 5.0 2.8 l.2 7.5 3.2 l.0从表 4 中 R 值看出， ABC，所以本实验中，整理剂的用量对织物吸湿速干性能的影响最大，焙烘温度对织物吸湿速干的性能也有影响，而焙烘时间几乎对其无影响。从表 4 中的 k 值可以看出，随着整理剂 HerstHMW8871 用量的增加，涤棉织物的吸湿速干性能提高。但当用量超过 50g/L 时，涤棉织物的毛细高度和水分蒸发率达到逐渐降低，这是因为过多的整理剂堵塞了膨胀了的棉纤维，使纤维的
18、缝隙减小，导致其毛效降低，随着焙烘温度的提高，涤棉织物的吸湿速干性能也随之提高，当焙烘温使达到 200时，涤棉织物的毛细高度和水分蒸发率达到最大值，随着焙烘时间的延长，涤棉织物的吸湿速干性能无明显变化，考虑到效率问题，焙烘时间以 0.5min 为宜。最佳工艺确定为：HMW8871 用于整理涤棉织物，用量为 50g/L，焙烘温度为 2OO，焙烘时间为 0.5min。综上，经以聚酯为主组分的吸湿速干整理 HerstHMW8870 适用于整理涤纶织物；以有机硅三元共聚物为主成分的 HerstHMW8871 适用于整理涤棉织物；以环氧树脂为主成份的吸湿速干整理剂 PA 的整理效果相对较差。2.2 抗静
19、电性能的测定分别将经 HerstMW8870 整理后的涤纶织物，经 HcrstHMW8871 整理后的涤棉织物的吸湿速干性能从低到高排序，用 1#-16#标记，分别测其表面电阻，得到图 l。图 1 吸湿速干整理后织物的抗静电性能实验测得未经过整理的涤纶织物的表面电阻为 1.081013，未经过整理的涤棉织物的表面电阻为 4.251012，从图 l 可以看出，织物的表面电阻与吸湿速干性能是成反比的，吸湿性能越好，表面电阻就越低，而织物的去向电阻越低，抗静电性能就越好。经过吸湿速干整理后，织物的表面电阻明显下降，涤纶织物的表面电阻从 1013 的数量级降低到 107 的数量级；涤纶织物的表面电阻从
20、 1012 的数量级降低到 107 的数量级。这是因为随着织物吸湿性的增加，织物周围形成连续的水膜，为空气中二氧化碳和纤维中存在的电解质提供了溶解场所，从而间接地提高了表面电导率，只要吸收少量的水，就能显著提高聚合物材料的导电性。水也能为电荷提供转移介质，促进离子向相反的电极移动。织物经过整理后，吸湿性能提高，它们能够从周围环境中吸取一定水分，从而降低其本身的电阻率，加快电荷移散，使静电累积减少。2.3 防沾污性测试将经 HerstHMW8870 整理后的涤纶织物与经 HerstHMW8871 整理后的涤棉织物进行防沾污测试，得到图 2。图 2 吸湿速干整理后织物的防沾污性从图 2 看出，经过
21、吸湿速干整理的织物中，去污效果为 l 级的占 6.25%，2 级的占12.50%，3 级的占 25%，4 级的占 56.25%。这说明经过吸湿速干整理的织物大多数都能达到易去污的效果。这是因为在织物表面引进的亲水性基团降低了水/纤维相界面张力值，亲水成分可促使水分子进人油污和纤维之间，使大块油污面产生缩聚，成为油珠，油珠继而呈卷离状态脱离织物。2.4 耐久性能测试实验选用 HerstHMW8870 整理剂 60g/L，用不同温度处理纯涤织物 0.5min 后，测试其吸湿速干性能的耐久性，见表 5。选用 HerstHMW8871 整理剂 50g/L，用不同温度处理涤棉织物 0.5min 后，测试
22、其吸湿速干性能的耐久性，见表 6。表 5 温度对 HMW8870 耐久性能的影响毛细高度 cm 水份蒸发率% 断裂强力保留率%焙烘温度0 次水洗 10 次水洗0 次水洗 10 次水洗0 次水洗 10 次水洗170 10.4 9.2 95.3 93.2 98.7 98.1180 11.5 10.1 97.5 96.4 90.6 90.2l90 12.8 12.3 99.1 98.6 78.2 89.9200 13.5 13.5 100 100 58.8 57.6表 6 温度对 HMW8871 耐久性能的影响毛细高度 cm 水份蒸发率% 断裂强力保留率%焙烘温度0 次水洗 10 次水洗0 次水洗
23、10 次水洗0 次水洗 10 次水洗170 11.2 10.9 94.2 93.9 97.5 96.2180 12.9 12.2 96.5 96.1 91.2 90.2l90 13.8 13.8 98.1 97.6 77.2 86.5200 14.2 14.2 100 100 63.9 63.1从表 5 和表 6 可以看出，随着焙烘温度的提高，织物的吸湿速干效果得到明显提高；同时从表中可以看出，整理后的涤纶织物与涤棉织物洗涤 10 次以后，其吸湿速干效果与未经过洗涤的织物相比，随着焙烘温度的提高，毛细高度与水份蒸发率降低的幅慢逐渐减小，说明随着焙烘温度提高，其耐久性能提高，这是因为随着温度升高
24、，整理剂可以与整理织物更好的产生共结晶，从而牢固地吸附在纤维表面上，使经吸湿速干整理后的织物的吸湿速干性能和耐久性能得到提高。但从表中断裂强力保留率中可以看出，随着温度的提高，涤纶织物与涤棉织物的强力也不断下降，综合考虑，整理工艺一般控制在 190。3 结论(1)以聚酯为主组分的吸湿速干整理剂 HerstHMW8870 对涤纶织物具有良好的吸湿速干整理效果，能显著地改善涤纶织物的吸水性、速干性、抗静电性和防沾污性。(2)以有机硅三元共聚物为主成分的吸湿速干整理剂 HerstW8871 对涤棉织物具有良好的吸湿速干整理效果，能显著地改善涤棉织物的吸水性、速干性、抗静性和防沾污性。(3)采用 He
25、rstHMW8870 整理涤纶织物，最佳工艺条件为：整理剂 60g/L，190的温度下焙烘 30s。(4)采用 HerstHMW8871 整理涤棉织物的最佳工艺条件为：整理剂用量 50g/L，190的温度下焙烘 30s。4 参考文献1翟保京 王贤瑞等，吸湿排汗整理织物的测试技术及其进展J印染，2005 ，32 （2） ；13-142李品 张松等，吸湿速干纤维织物的染整工艺探讨A 第六届全国印染后整理学术研讨会论文集C3孙冰 武丽芳等，吸湿排汗织物的染整加工J印染，2005，32(2)；13-144张惠芳 孙楠等，聚酯织物吸湿排汗亲水整理工艺的研究 J上海纺织科技，2004，32（2） ；36-385付强，排汗快干面料的染整工艺J针织工艺，2005， （ 8） ； 43-456王延虎 韩延军，染整生产对吸湿排汗针织物服用性能的影响J 针织工艺，2005， （11） ；38-407黄学水 郭鹏等，Satis 纤维吸湿速干产品的开 v 发J针织工艺，2005，(5):11-128商成杰，功能纺织品M北京，中国纺织工业出版社，2006
