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2002年評為無錫市高新技術企業、2007年評為江蘇省高新技術企業,並通過ISO9001認證,AAA級資信企業

  • 針織麵料功能性整理的新近展望和應用開發

    發布時間:2015-09-11 點擊:

    [摘要]本文主要著重介紹當前針織麵料功能性整理的發展趨勢,對一些新型功能性整理的方法進行探討,突出“人體-衣著-環境”係統特點,賦予麵料良好的穿著服用性能,使針織麵料的後整理加工理念提升到功能性和舒適性相兼顧的層麵上。文中還介紹一些目前開發的工藝實例,功能性整理非常符合企業提高產品附加值和迎合消費者需求的理念。
    關鍵詞:針織麵料、功能性整理、人體-衣著-環境、吸濕排汗易去汙、表裏異機能、舒適保濕、測試方法


    1. 前言



    隨著新型纖維和紡織品後加工的不斷發展,功能性針織麵料的涉及的範圍將越來越廣。隨著人民生活水平的提高,功能性針織麵料的市場前景也將越來越好,這方麵產品的開發同時又是提高針織麵料附加值的一個重要環節。


    作為運動休閑服裝或貼身內衣為主的針織麵料,需要的特殊功能主要體現在三防、導濕、抗輻射以及舒適保濕、保健抗菌、涼爽速幹、保暖蓄熱、整形美體等方麵。近年來,針織麵料功能性整理的發展趨勢是:從單一的功能性整理轉向兩種以上功能相結合的整理,例如防水和透濕、抗菌和舒適、保暖和塑身等,使針織麵料的後整理加工理念提升到功能性和舒適性相兼顧的層麵上。這樣給染整行業乃至整個紡織業界帶來了開發熱潮和技術革命。


    同時服裝設計領域提出“人體-衣著-環境”係統理念1,即多數針織麵料介於人體與環境之間,作為平衡身體與環境間熱交換的一種“媒體”,既要防護外界環境中的風、霜、雨、雪、陽光及冷熱等變化,又要使人體產生的熱與濕氣、汗水適當的轉移出去,因此麵料本身對於熱、濕、空氣的傳遞能力,便是影響穿著舒適性的重要因素;其次皮膚與衣著之間的狹小空間稱為“衣服內氣候”,其溫度、濕度、氣流變化卻必須維持在很小的範圍內,在這樣的範圍之內,穿著的舒適性就會體現出來2。


    本為著重介紹當前針織麵料功能性整理的新理念和新發展,同時對幾種新型加工應用開發方麵進行一些探討。


    2.新型功能性整理加工


    2.1吸濕排汗易去汙整理


    所謂吸濕排汗易去汙整理就是通過一種化學物質處理織物,使纖維織物在穿著時具有良好的吸濕排汗性能,在洗滌時顯示出其良好地容易去除油汙的性能。目前市麵上的吸濕排汗易去汙麵料選用的大多數是異形斷麵纖維、中空微多孔纖維、多層織物等。本文介紹的通過親水劑塗布及纖維表麵改質等技術,使不親水的織物同時具有吸水性、快幹性和易去汙性,改變滌綸針織麵料對水分之吸濕、移動、放濕等性質。因此,對於吸濕性和服用性能較差的聚酯纖維而言,吸濕排汗易去汙加工技術賦予它新的生命。


    再言,滌綸的化學成分是聚對苯二甲酸乙二酯,它在無水和無二氧化碳條件下能與聚乙二醇發生接枝共聚反應,使滌綸表麵產生吸濕層,從而具有一定吸濕性和抗靜電性。根據相似原理,可用對苯二甲酸二甲酯、乙二醇、聚乙二醇嵌段共聚物作為滌綸織物的親水型去汙整理劑。這種共聚物除具有表麵活性劑的共性外,還含有能結晶但不能形成纖維的聚對苯二酸乙二酯組分和醚組分。其中酯組分的結晶與滌綸分子組成單元的結晶形態相同,在高溫下能發生共結晶反應,因此成為滌綸的一個組分部分。親水性的醚組分則在纖維外層使滌綸表麵具有親水性質,這樣起到抗靜電和易去汙作用,而且比較耐久。根據實踐結果,加工整理劑中醚組分占70%和酯組分占30%時,能兼顧織物易去汙性和耐洗性。


    2.2表裏異機能整理


    近年來,市場上針對一些運動類針織服裝需要有從內層吸濕排汗融合外層撥水防風的要求趨勢,國外知名商品如Shoeller公司的3X-DRY等,目前調查表明,多數采用濕度調節機能性織物為基材,通過纖維複合或貼膜等方法來達到表裏異機能的效果,這類方法存在加工繁瑣、成本昂貴、服用性能受局限等等問題3。


    通過染整加工的方法來完成表裏異機能,在國內外業界還在開發研究過程中,主要是通過進行織物表麵改質處理,就運動類針織麵料服裝而言,一麵以氟素化合物進行織物表麵改質,使其具有可防水、防油、防汙等功能,例如還能輕易“彈撥”掉潑灑在衣物表麵的果汁飲料等;另一麵經過處理後具有良好吸濕性或穿著舒適性,使織物的裏層具備一定的濕度調節機能,這裏AG视讯把它簡稱為“單防單吸整理加工”。


    目前國外著名商品公司和國內紡科化工院所,如德國魯道夫、拓納化學以及中紡化工等有這方麵配套的整理劑,並對該技術的發展現狀和技術應用做一說明。


    2.3舒適保濕機能整理


    在各種纖維的針織麵料進行新機能工藝的推廣,目前主要有天然抗菌、涼感、熱感、絲蛋白、甲殼質等產品,所有舒適保濕機能整理劑的原料均源自於天然植物提煉出來的原料,以紡織後整理加工的方法,賦予織物具有保濕、清潔、舒適等功能的特性4。


    對於服裝設計較新市場理念而言,AG视讯根據環境和人體肌膚的氣候關係,接近或符合“衣服內氣候”的要求,設想如下述加工:春季——絲素保濕整理;夏季——涼感抗菌整理;秋季——護膚抗老化整理;冬季——熱感保暖整理,其整理後的麵料對肌膚溫和、滋潤與調節濕度、調理肌膚並且兼顧抗菌性能等作用。


    2.3.1絲素保濕整理


    它以絲膠蛋白氨基酸為主,針織內衣麵料經蛋白質改性處理後,具有一定的抗皺性、伸縮性、蓬鬆性;夏天穿著出汗不粘身;由於纖維粘附的動物性蛋白氨基酸與人體皮膚蛋白組成相似,使衣物與皮膚親和,賦予良好的吸濕和釋放水份的功效,其加工後麵料還有一定的抗菌性。


    2.3.2涼感抗菌整理


    它源自於木糖醇吸收汗汽發生吸熱反應,降低皮膚表麵溫度,產生涼爽感,使汗汽迅速排出,帶走大量的熱量,產生涼爽感,其中含有一定量的天然抗菌劑,可以防止汗液中的微生物產生臭味。


    2.3.3護膚抗老化整理


    它以維他命A成份為主體,使針織內衣麵料經抗老化處理後,纖維具有促進死去角質細胞的脫落,角質生成正常化,讓皮膚更加平滑、富彈性,細胞間脂質較重要且比例較高的成份,是維持肌膚滋潤保濕的重要角色,是防止水份散失的天然保濕屏障,能增進皮膚細胞活力,依然具有一定的抗菌性。


    2.3.4熱感保暖整理


    它源自於辣椒萃取物和甘菊萃取物為主原料,目的以唐辛子促進血液循環與新陳代謝,蓄熱保暖效果。


    2.4納米記憶機能整理


    目前,滌/棉、滌/粘彈性織物和化纖混紡的針織麵料都存在洗可穿性和抗起球性差;穿著洗滌後的彈性拉伸性的衰弱以及容易起皺、多次洗滌以後手感粗糙等現象,這些問題直接影響其穿著舒適性,諸如拓納化學、科萊恩等公司開發出能夠提高麵料穿著性能的特殊樹脂。例如這裏推薦拓納化學的BAYPRETNANOPU產品5。


    麵料通過處理一種可自行交鏈的水溶性聚醚聚氨酯聚合物(簡稱水性PU),其樹脂的分子粒徑小於100nm的納米分散液,由於這種PU結構上鏈接一特殊的保護基,封閉了聚氨酯分子上的活性基團,使其處理時樹脂進入纖維內部,在纖維內部起到濕態定型的效果;同時和纖維發生親和反應,在纖維表麵和纖維之間形成一層薄膜,賦予麵料的拉伸強度高、彈性好、良好的回複角等可改善穿著性能的功效。


    3.應用實例和討論


    3.1吸濕排汗易去汙整理


    AG视讯對目前市場上的部分吸濕排汗易去汙整理加工藥劑進行篩選和對比試驗,具體內容和結果可見表1、2。AG视讯認為HP、HSD、QCX等整理劑的各項綜合指標比較優異,是同類產品中的佼佼者。


    表1 各種吸濕排汗易去汙整理加工藥劑一覽表


    產品名


    生產商


    主要結構


    離子性


    HP


    拓納化學


    特殊酯類高分子醚化聚合物乳液


    陰離子


    FC-226


    3M


    親水性聚酯混合物乳液


    陰離子


    HSD


    亨斯曼


    親水性聚合物與聚矽氧烷的複配物乳液


    非離子


    QCX


    伊士曼


    特殊高分子聚酯混合物乳液


    非離子


    SR-1000


    上海澤星


    特殊高分子聚酯混合物乳液


    非離子


    DP-228


    張家港德寶


    親水性聚酯混合物乳液


    非離子




    表2 各種整理劑的親水吸濕性能測試對比




    HP


    FC-226


    HSD


    QCX


    SR-1000


    DP-228


    芯吸高度(cm)


    10.2


    8.5


    9.8


    9.2


    9.2


    8.3


    蒸發率 (%)


    96.2


    84.4


    98.5


    93.5


    90.6


    78.4


    吸濕時間(秒)


    <1


    1-2


    <1


    <1


    2


    2-3


    去汙能力


    +++


    +


    +++


    ++


    ++


    +


    試驗方法


    試樣麵料:100%滌綸針織麵料


    使用整理劑用量:10g/l


    浸軋法(軋餘率80-90%)——烘幹(100℃)——焙固(160℃×1min)


    3.1.1工藝實例


    (1)加工麵料:全滌綸雙麵珠地網眼布


    (2)工藝流程:染色——烘幹——浸軋整理液——定型焙烘。


    (3)浸軋液配方:


    吸濕排汗易去汙整理劑HP 10-20克/升


    PH值調節至5-6


    (4)浸軋後焙烘:浸軋後焙烘的溫度一般視麵料的組織結構或纖維成分而定,通常在130-160℃之間,一般溫度升高,時間適當減少,如160℃定型焙烘,時間為45-60秒;若焙烘不足,薄膜固著不好影響耐洗性;若焙烘溫度過高或時間過長,導致脫羥反應,降低去汙效果。


    (5)測試結果:AG视讯分別對已經處理過的麵料進行初始、水洗5次、水洗10次後各項性能測試,具體內容和結果可見表3。


    表3 水洗後親水吸濕性能測試對比




    未處理


    處理後初始


    處理後水洗5次


    處理後水洗10次


    芯吸高度(cm)


    7.4


    10.2


    10.5


    10.8


    蒸發率 (%)


    78.2


    96.0


    97.5


    97.2


    吸濕時間(秒)


    <1


    <1


    <1


    <1


    去汙能力


    +


    +++


    +++


    +++


    注:處理後的水洗方法按照AATCC的標準水洗方法。


    3.1.2關於吸濕排汗易去汙整理效果的檢測方法


    這裏根據實踐結果,介紹有關吸濕排汗易去汙整理效果的檢測方法,這也是檢驗和控製生產質量和選擇整理劑的重要手段。


    (1)芯吸高度測試


    裁切寬度3.5cm已處理的樣品布,配製紅色染料,將已裁切好的樣品布置入染料於液麵下2cm處,觀察10min後樣品布吸收染料的高度,吸收高度越高表示效果越佳。


    (2)吸濕時間測試


    用針筒吸取0.1cc的蒸餾水,在距離布麵約5mm處將水射在布上,將針筒內之蒸餾水完全射在布麵上後開始計時,直到布麵上的水滴無鏡麵反射為止,計算其時間,布麵所吸收水份的時間越短,就表示其吸濕效果越好。


    (3)蒸發率測試


    首先稱被測試布的布重W0(精秤至小數點以下四位),用針筒吸取0.3cc的蒸餾水注入布上後秤重W1,將已吸收水份的樣布用夾子夾住晾幹,每隔5min秤其重量W2並記錄,計算樣品布的蒸發率(蒸發率=(W1-W2/W1-W0)100%)


    (4)去汙能力測試


    配製汙物試劑(醬油咖啡柳橙汁)或者廢機油,吸取汙物試劑0.1cc滴在測試布上,用PE膜覆蓋,再放置5kg的重物,在50℃環境下重壓1小時,然後移開重物,拿掉PE膜。用家庭洗滌方式水洗後觀察汙物是否去除,來判斷去汙能力的好壞。


    3.1.3關於功能性整理生產控製方麵的注意事項


    (1)在進行整理之前,必須對加工織物進行充分洗滌,去除殘留在織物上的染料、殘留助劑和一些可能對整理劑產生影響的物質,尤其要保證布麵的PH值為中性或弱酸性,特別在染色過程中盡量不用含矽消泡劑。


    (2)染色後不進行柔軟處理,不能沾汙;以保證整理之前布麵沒有柔軟劑及汙物,否則會影響整理效果。


    (3)在進行整理軋整理液之前,必須完全清潔整理設備,如:將化料桶、軋槽、軋輥槽洗幹淨,以免設備上的表麵活性劑沾附在布麵上影響整理效果。


    (4)稀釋調配工作液溫度應控製在室溫至40℃之間,整理液溫度也不宜超過40℃。


    (5)已整理過的坯布應盡快烘幹,較長放置時間不宜超過4小時,夏季放置時間不宜超過2小時。


    (6)如果有兩種以上整理劑在一起同浴的話,預先檢測其各自的離子性,在不影響各自性能的前提下,盡量選擇離子型相容的整理劑,否則采用一步兩段法或者兩步法完成,但必須在生產之前先進行試驗。




    3.2表裏異機能整理(單防單吸整理加工)


    單防單吸整理加工,主要的加工方式以麵料塗層法結合浸軋法來完成,由於考慮到針織麵料的織物結構具有彈性又疏鬆不一的特點,目前國內塗層機刮刀要求的局限,采用塗層法的效果不甚理想,目前AG视讯嚐試在園網印花機上刮印進行表麵改質,再利用浸軋法完成另一麵的吸濕排汗加工。


    3.2.1在園網印花完成單麵刮塗的幾點討論


    (1)選擇塗刮園網的目數:由於根據水性塗層防水漿料的本身特性,其要求覆蓋性好、塗刮層粘著力好且均勻,AG视讯在實際中試驗不同網目數對其防水層效果的影響,分別選用80目、100目、120目進行試驗,得出結果,選用100目的園網其透網性能、覆蓋厚薄、均勻程度、防水效果等都比較理想。


    (2)調節塗層漿料的粘度:塗層漿料的粘度程度直接影響到漿料的透網性能和塗膜強力,其次關係到塗膜層的手感好壞,AG视讯以選擇增稠劑的不同用量來測定漿料的流變性能和塗膜厚薄以及堵網程度等,得出結果,防水塗層漿料的粘度控製在10000-15000mPa·s比較理想。


    3.2.2工藝實例


    (1)加工麵料:全滌綸針織平紋麵料


    (2)工藝流程:前處理、染色後半成品——防水塗層——烘幹——浸軋吸濕排汗——烘幹——定型


    (3)加工配方:


    防水塗層麵:(采用100目的園網印花完成單麵刮塗)


    防水塗層膠 5954 100g


    增稠劑1# 1g


    增稠劑2 # 1g


    交聯劑 1-2g


    (根據耐水洗情況而定是否加入交聯劑)


    漿料粘度:12000mPa·s(NDJ旋轉型粘度計)


    吸濕排汗麵:(在定型機或者樹脂整理劑上完成)


    吸濕排汗加工劑HP 30-50g/l(視實際要求而定用量)


    PH值調節至5-6


    軋餘率70-80%


    (4)防水塗層麵後120℃烘幹,較後浸軋吸濕排汗後通過150℃焙烘。


    3.2.3關於防水塗層麵的測試方法


    (1)防水性能測試


    按AATCC-22-2001標準和測試方法,淋水性分為50-100分,100分表示織物表麵完全不沾水珠和無潤濕,測兩次。


    (2)防油性能測試


    按AATCC-118-2002標準和測試方法,8級評分,等級越高表示拒油性能越好,依次減弱。


    (3)洗滌方法


    洗後防水防油測試的試樣製備:用家用滾筒洗衣機在40℃下洗20次,然後烘幹、熨平(135℃),使用的洗滌劑是汰漬洗衣粉。




    3.3舒適保濕機能整理


    這裏AG视讯介紹幾款在實際開發或已經在生產的舒適保濕機能整理的工藝實例:


    3.3.1涼爽抗菌親水吸濕整理


    (1)加工麵料:40S棉針織珠地網眼布


    (2)工藝流程:前處理、染色及後水洗——特殊功能性整理——烘幹、定型


    (3)加工配方:


    改性矽酮親水柔軟劑 2-3%


    涼爽護膚舒適整理劑 3-4%


    醋酸調節PH4-5


    3.3.2舒適保濕和抗紫外線整理


    (1)加工麵料:滌/棉氨綸針織汗布


    (2)工藝流程


    前處理——染色(同浴加入紫外線吸收劑)——水洗——特殊功能性整理——烘幹、定型


    (3)加工配方:


    染色浴(吸盡):紫外線吸收劑 1-2%


    後整液(浸軋):護膚舒適整理劑 3-4%


    醋酸調節PH4-5


    3.3.3其他護膚保濕整理


    (1)絲素整理采用吸盡法,整理劑用量2-4%,溫度40-50℃,時間20分鍾


    (2)涼爽整理采用吸盡法,整理劑用量3-6%,溫度40-50℃,時間20分鍾。


    (3)護膚抗老化整理采用吸盡法,整理劑用量2-4%,溫度40-50℃,時間20分鍾


    (4)熱感整理采用吸盡法,整理劑用量3-6%;溫度40-50℃,時間20分鍾3.3.4關於3.3.3舒適保濕機能整理工藝中的幾點探討


    (1)整理之前,AG视讯要求檢查前道加工後纖維上的PH值、染料和助劑的殘留和重金屬含量以及整理劑離子的相溶性能,以上這些因素都會直接影響到加工的效果。


    (2)整理液化料時,必須各自單獨化料,稀釋均勻後再混合使用,調節PH值4.5-5。


    (3)采用吸盡法時,溫度控製在40℃左右,時間為20分鍾。


    (4)采用浸軋法時,浸軋軋餘率70-80%,烘幹後的定型溫度150-160℃,時間為30-40秒左右。一般麵料結構比較稀鬆的話,建議用兩次定型的方法:軋液低溫烘幹;定型拉幅。


    4.結束語


    當今,針織麵料功能性整理還處於開發和發展階段,目前對於今後功能性針織麵料發展影響較大的因素主要來自於功能性纖維和功能性物質中納米技術的開發,以及麵料後整理技術的應用開發。功能性針織麵料的發展往往是跨領域的技術應用的結果,今後將需要紡織與相關領域有機地結合起來共同開發功能性針織麵料。


    參考文獻:


    1、王立主 運動休閑機能紡織品整合性開發與品質驗證〔J〕.台灣紡織和高分子技術2007


    2、沈錫 紡織品功能整理應用實踐 江蘇省紡織工程學會2008年印染學術年會論文集


    3、孫寶才等 防水透濕織物塗層的新進展 第三屆紡織塗層、複合、功能紡織品技術交流會論文資料集


    4、李峻 周擁軍 紡織品的護膚整理加工及其應用〔J〕.染整技術,2006,28(4)


    5、賴彥男等 多功能的納米聚氨酯BAYPRETNANOPU〔J〕.紡織導報,2008,2


    6、拓納化學、德國魯道夫等公司產品的應用技術資料等



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