王光東，胡青青

（1.遼寧華福實(shí)業(yè)股份有限公司，遼寧營口 115004；2.江蘇金太陽紡織科技股份有限公司，江蘇南通 226314）

隨著生活水平的日益提高，人們對(duì)床品的質(zhì)量要求也越來越高，不僅要看起來美觀，還要用起來舒適、健康。純棉織物因?yàn)榫哂袃?yōu)良的親膚性、舒適性、吸濕性等，一直是家紡市場(chǎng)的主流面料。由于本實(shí)驗(yàn)采用的純棉普梳環(huán)錠紡面料通過常規(guī)柔軟方式處理，抗起毛起球性能只能達(dá)到2 級(jí)，而面料成品要求抗起毛起球性能3 級(jí)、斷裂強(qiáng)力220 N 以上。針對(duì)這些指標(biāo)對(duì)其進(jìn)行樹脂整理，使抗起毛起球性能達(dá)到要求。但由于紗線采用普梳工藝，刺出面料的短纖較多，經(jīng)樹脂整理后，雖然解決了抗起毛起球問題，但易損傷斷裂強(qiáng)力，并伴隨著掉絨、刺癢感等問題，使產(chǎn)品存在使用缺陷。針對(duì)這些問題進(jìn)行分析，并摸索出一個(gè)平衡工藝，使成品面料在各方面達(dá)到要求［1］。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 面料規(guī)格

面料采用純棉普梳環(huán)錠紡105s/40s×40s/133×76緞紋，具體規(guī)格見表1。

表1 面料原坯的規(guī)格

1.2 材料及設(shè)備

亨斯邁系列染料，柔軟劑TS-9690-7、平滑劑GTS-HP（煙臺(tái)源明化工有限公司），YG（B）401E 型馬丁代爾耐磨儀，YGB 033B 強(qiáng)力機(jī)。

1.3 面料處理流程

燒軋→煮漂→定形拉幅→直輥絲光→印前拉幅→印花→蒸化→平洗→調(diào)節(jié)布面pH→軋樹脂液→烘干→焙烘→軋光。

1.3.1 燒軋工序

此面料短纖較多，燒軋工序使用4 道火口燒毛（兩正兩反），提高燒毛下機(jī)織物表面質(zhì)量，燒毛等級(jí)達(dá)4 級(jí)。但坯布也不能過燒，否則容易造成坯布上淀粉漿糊化，從而影響退漿效果。

1.3.2 絲前拉幅

由于使用直輥絲光機(jī)，為了保證絲光下機(jī)幅寬，滿足后續(xù)縮水指標(biāo)要求，在絲光前對(duì)織物在定形機(jī)上進(jìn)行絲前拉幅。拉幅時(shí)過水拉幅，半制品下機(jī)幅寬約為267 cm，從而保證在后續(xù)絲光中門幅不至于收縮得過窄。

1.3.3 絲光

采用直輥絲光機(jī)，濃堿區(qū)堿質(zhì)量濃度為230 g/L，絲光浸堿時(shí)間為50 s；淡堿區(qū)堿質(zhì)量濃度為55 g/L，絲光時(shí)間為35 s。

1.3.4 印花

印花花型為大面積深紅顏色花型，耗漿面積為216 m2/100 m。

印花配方：亨斯邁P-GR 金黃13 g/L，亨斯邁PBN 紅25 g/L，亨斯邁P-6B 紅5 g/L。

1.3.5 蒸化、洗水

蒸化、洗水后下機(jī)色牢度指標(biāo)見表2。

表2 印花半制品指標(biāo)

由表2 可以看出，印花半制品面料下機(jī)的各項(xiàng)色牢度合格。由于面料經(jīng)緯紗都是40 支，而經(jīng)紗為133根/inch（52 根/cm），緯紗為76 根/inch（30 根/cm），經(jīng)紗斷裂強(qiáng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于緯紗，即保證了緯紗斷裂強(qiáng)力。經(jīng)紗斷裂強(qiáng)力必然合格，因此不對(duì)經(jīng)紗做過多的測(cè)試。

1.3.6 定形軋酸調(diào)節(jié)布面pH

由于樹脂在酸性條件下具有良好的交聯(lián)效果，對(duì)洗水后的面料調(diào)節(jié)布面pH 至5.5～6.5。樹脂的交聯(lián)反應(yīng)以酸作為催化劑，如果布面pH 過高，會(huì)中和部分作為催化劑的酸，導(dǎo)致反應(yīng)不完全，不僅有損免燙效果，而且無法將織物上的殘留甲醛量控制在較低水平［2］。

1.3.7 樹脂整理

使用干態(tài)交聯(lián)工藝［3］，即通常所稱的軋-烘-焙工藝。織物先浸軋樹脂（或交聯(lián)劑）初縮體，然后進(jìn)行烘干，再焙烘。這一工藝的特征是樹脂交聯(lián)時(shí)織物呈干態(tài)，纖維素纖維在非膨化狀態(tài)下交聯(lián)，能獲得優(yōu)良的干態(tài)回彈能性和形狀尺寸穩(wěn)定性［4］。

工藝配方：滲透劑2 g/L，交聯(lián)樹脂7636 35 g/L，TS-9690-7 15 g/L，平滑劑GTS-HP 30 g/L。

1.3.8 烘干

烘干（100 ℃，40 s），布面落布9 成干即可，布面無需過干，防止交聯(lián)。

1.3.9 焙烘

定形（170 ℃，35 s），嚴(yán)格控制定形時(shí)間，以防止強(qiáng)力損傷。

1.4 測(cè)試

面料原坯的各項(xiàng)指標(biāo)見表3。

表3 面料原坯的各項(xiàng)指標(biāo)

2 結(jié)果與討論

按1.3 工藝執(zhí)行，成品面料抗起毛起球性能可達(dá)3 級(jí)，斷裂強(qiáng)力可達(dá)220 N 以上。經(jīng)過樹脂整理的纖維素纖維織物雖然具有較高的彈性，但由于纖維彈性模量和剛性的增加，使之比未處理纖維更加不易變形。面料在外力作用下容易應(yīng)力集中以及酸性脆損，從而使整理品的斷裂強(qiáng)力、耐磨性、撕破強(qiáng)力等物理機(jī)械性能下降。下降程度因反應(yīng)條件的不同而有所不同，在控制過程中需要特殊注意，以避免強(qiáng)力損失嚴(yán)重。

2.1 過程控制注意點(diǎn)

2.1.1 布面pH 的控制

本實(shí)驗(yàn)所使用的樹脂自帶催化劑，且在布面呈酸性的條件下，催化能力大幅提高，促進(jìn)了交聯(lián)反應(yīng)。要注意控制布面pH，pH 過高（呈堿性），催化活性小或無催化活性，交聯(lián)反應(yīng)降低或無交聯(lián)反應(yīng)，面料上的甲醛釋放量隨之增多；反之pH 過低（酸性增大），催化效率過高，纖維的斷裂強(qiáng)力損傷過大，導(dǎo)致強(qiáng)力損失嚴(yán)重。根據(jù)質(zhì)子催化理論［5］，pH 越低，質(zhì)子濃度越大，其催化作用越強(qiáng)，樹脂與纖維分子反應(yīng)形成共價(jià)鍵越多，未反應(yīng)的殘余樹脂量則越少，織物甲醛釋放量越低；隨著pH 的升高，樹脂與織物的交聯(lián)度逐漸降低，當(dāng)pH 大于6.5 時(shí)，樹脂與織物交聯(lián)不充分。因此，pH 要適中，建議控制在5.5～6.5。

2.1.2 滲透劑

滲透劑的作用是幫助樹脂整理劑較好地滲透到纖維內(nèi)部，提高樹脂在纖維內(nèi)部分散的均勻性，以減少表面樹脂和局部交聯(lián)現(xiàn)象，改善織物手感和彈性。滲透劑宜選用非離子型表面活性劑，以避免生產(chǎn)過程中出現(xiàn)工作液起沫，引起沾污。

2.1.3 柔軟劑

由于聚硅氧烷類柔軟劑主鏈?zhǔn)秩犴?，可以降低纖維間的動(dòng)靜摩擦系數(shù)，紗線內(nèi)的短纖維更容易滑動(dòng)，受到外力時(shí)易造成纖維絨毛刺出，而表面活性劑類柔軟劑可降低面料的表面張力，使纖維變得容易擴(kuò)張，手感蓬松、豐滿，相對(duì)手感滑度不如聚硅氧烷類柔軟劑，因此在選擇柔軟劑時(shí)最好兩種柔軟劑復(fù)配，并根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況找到最佳配比，在保證手感的同時(shí)減小受到外力時(shí)纖維絨毛的刺出，從而減輕起毛起球。

同時(shí)，由于纖維在高溫、酸性條件下容易發(fā)生酸性水解反應(yīng)，造成面料強(qiáng)損嚴(yán)重。聚乙烯乳液具有潤滑柔順作用，可附著在纖維表面形成膜，增加纖維的柔順性，減少撕破時(shí)的應(yīng)力集中，有助于提升撕破強(qiáng)力和面料的耐磨性，但是對(duì)斷裂強(qiáng)力的提升不大。聚乙烯乳液用量增加會(huì)在一定程度上影響免燙效果，游離甲醛量有所上升［6-7］。

2.1.4 預(yù)烘

織物經(jīng)浸軋后，大部分樹脂存在于纖維和紗線之間的毛細(xì)管中，通過烘干，表面水分蒸發(fā)形成溶液濃度梯度，使初縮體擴(kuò)散至纖維內(nèi)部。由于樹脂初縮體對(duì)纖維親和力較小，易隨水分移向受熱面，即產(chǎn)生泳移現(xiàn)象而積聚，此時(shí)也可能發(fā)生部分樹脂過早縮聚，從而使較多整理劑停留在織物表面或紗線和纖維的間隙內(nèi)，形成表面樹脂。所以，不均勻的烘干使樹脂初縮體分子向織物表面泳移的速率大于向纖維內(nèi)部的擴(kuò)散速率，易形成表面樹脂，影響織物的手感和強(qiáng)度。

本實(shí)驗(yàn)通過布鋏拉幅機(jī)，利用熱風(fēng)烘干法，在100 ℃的緩和條件下進(jìn)行烘干，以保證最大限度地均勻烘干。

2.1.5 焙烘

焙烘是在催化劑的作用下，利用較高溫度使樹脂初縮體與纖維素纖維交聯(lián)或者自身縮聚的過程，這是影響整理品質(zhì)的關(guān)鍵過程。焙烘溫度和時(shí)間決定樹脂的反應(yīng)性、催化劑類型及用量。在催化劑類型和用量一定的條件下，樹脂的反應(yīng)性越高，所需焙烘溫度越低；在一定的反應(yīng)條件下，升高焙烘溫度可縮短焙烘時(shí)間。由于本實(shí)驗(yàn)所用坯布的特殊性，極易造成斷裂強(qiáng)力損失過大，因此焙烘溫度與時(shí)間的選擇是關(guān)鍵。

由表4 可以看出，有5 個(gè)條件在抗起毛起球性能與斷裂強(qiáng)力上均合格，但其中3 個(gè)條件存在危險(xiǎn)，即存在生產(chǎn)不合格波動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)，因此只剩2 個(gè)條件進(jìn)行選擇，即180 ℃焙烘30 s 與170 ℃焙烘35 s。在實(shí)際生產(chǎn)中，在180 ℃焙烘30 s 時(shí)有掉紅絨現(xiàn)象，與皮膚接觸有刺癢感，而在170 ℃焙烘35 s 時(shí)掉絨很輕微，無刺癢感。當(dāng)采用較低溫度160 ℃進(jìn)行焙烘時(shí)，面料的斷裂強(qiáng)力均合格，但是抗起毛起球性能不合格，這可能是因?yàn)闃渲诖藴囟认聸]有被活化，反應(yīng)性較低，未能在纖維或紗線之間形成交聯(lián)，即使延長焙烘時(shí)間也并不能提升抗起毛起球性能。當(dāng)溫度升高至170 ℃時(shí)，面料的抗起毛起球性能和斷裂強(qiáng)力均合格，但是有2 種情況的抗起毛起球性能和斷裂強(qiáng)力比較危險(xiǎn)。因?yàn)樵?70 ℃采用較短的焙烘時(shí)間，樹脂沒能完成充分交聯(lián)，面料的抗起毛起球性能有可能不合格；若采用較長的焙烘時(shí)間，樹脂充分交聯(lián)后，酸解也變得嚴(yán)重，所以有造成斷裂強(qiáng)力不合格的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)繼續(xù)升溫至180 ℃時(shí)，樹脂活性較大，交聯(lián)的速度也隨之提升，但隨著焙烘時(shí)間的延長，斷裂強(qiáng)力卻明顯下降。因?yàn)槔w維素纖維在高溫、酸性條件下發(fā)生了酸解，纖維素大分子的1，4-苷鍵對(duì)酸的穩(wěn)定性較低，在一定的氫離子濃度、溫度和時(shí)間條件下會(huì)發(fā)生酸解，使相鄰2 個(gè)葡萄糖單體間的碳原子和氧原子所形成的1，4-苷鍵斷裂（反應(yīng)過程如下）。在此過程中，H+起到催化作用，即H+濃度并不因反應(yīng)程度的加深而 降低。

表4 焙烘條件對(duì)抗起毛起球性能及斷裂強(qiáng)力的影響

另外，在實(shí)際生產(chǎn)中會(huì)用到較多的醋酸或檸檬酸，經(jīng)過小試發(fā)現(xiàn)，采用檸檬酸與免燙助劑一起加入柔軟劑工作液中，在測(cè)試面料的抗起毛起球性能時(shí)，在底盤磨料的周圍會(huì)因?yàn)槟Σ炼袈浜芏嘈〗q毛，而加入醋酸的工作液則相對(duì)少一些。

2.2 面料掉絨與刺癢感分析

當(dāng)面料經(jīng)180 ℃焙烘30 s 后，布面出現(xiàn)掉紅絨現(xiàn)象。使用白布在布面按一個(gè)方向摩擦布面10 次，觀察到白布折疊處會(huì)沾到較多紅絨，且面料接觸皮膚會(huì)有刺癢感。這是由于面料為普梳環(huán)錠紡，紗線使用短纖較多，面料表面支出的絨毛也多。經(jīng)樹脂整理后，面料表面支出的絨毛經(jīng)樹脂浸透并包裹，形成樹脂包棉絨毛的結(jié)構(gòu)。而面料支出的絨毛被樹脂全部包裹，樹脂沉積量較面料其他部分多，在高溫焙烘條件下，絨毛處剛性大幅增加，經(jīng)外力作用后，絨毛處發(fā)生脆斷，形成掉絨現(xiàn)象。由于絨毛剛性較大，接觸皮膚時(shí)就會(huì)使人產(chǎn)生刺癢感。但面料剛性的增加使其表面支出的絨毛脆斷，不能互相糾纏，因此抗起毛起球性能得到提升。同時(shí)，由于酸解脆損作用，在測(cè)試抗起毛起球性能時(shí)，在機(jī)械摩擦作用下，纖維更容易被磨斷而無法相互糾纏，這也對(duì)提升面料的抗起毛起球性能有幫助。而棉纖維經(jīng)樹脂整理后，無定形區(qū)分子鏈間的部分氫鍵被破壞，更由于樹脂在纖維中發(fā)生沉淀現(xiàn)象，使本來結(jié)晶度很高、柔曲性較差的棉纖維變得僵硬，嚴(yán)重地限制了分子鏈的自由活動(dòng)特性，增加了紗線的摩擦阻力、剛性，自由活動(dòng)能力減弱，因此斷裂強(qiáng)力相應(yīng)下降。

一方面，隨著焙烘溫度的降低，焙烘時(shí)間略有縮短，可改善絨毛脫落現(xiàn)象，但整理后的纖維剛性下降；另一方面，要兼顧抗起毛起球性能指標(biāo)，溫度過低、時(shí)間太短會(huì)造成樹脂交聯(lián)不充分，影響抗起毛起球性能。經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，最終確定在樹脂用量為35 g/L、焙烘溫度為170 ℃、焙烘時(shí)間為35 s 時(shí)，整理面料既可保證抗起毛起球性能達(dá)到3 級(jí)，斷裂強(qiáng)力在220 N以上，又能使絨毛掉落情況較輕微；同時(shí)由于纖維剛性下降，支出的絨毛接觸皮膚后，無刺癢感。

3 結(jié)論

（1）根據(jù)面料的實(shí)際情況找到合適的柔軟劑、樹脂用量、焙烘溫度、焙烘時(shí)間，使面料的各方面指標(biāo)得到兼顧。

（2）在掉絨及接觸刺癢感方面，選擇適當(dāng)?shù)谋汉鏈囟扰c焙烘時(shí)間，降低支出絨毛的剛性，既可減少掉絨情況，又不會(huì)產(chǎn)生刺癢感。

（3）印花半制品的布面pH 對(duì)免燙效果的影響較大，建議控制在5.5～6.5。

（4）燒毛、絲光、定形、烘干工序要進(jìn)行優(yōu)化。對(duì)于特殊要求且難控制的面料，在工藝上要精細(xì)，以保證結(jié)果的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性。