超仿棉纤维织物的开发

超仿棉纤维织物的开发

棉花是重要的原材料，而棉纤维是重要的纺织工业的原料。棉纤维具有良好的吸湿性、柔软性和保暖性，亮度好，排尿性能好，丝绸长度“超假棉”技术不仅可以弥补棉纺的日益稀缺，而且能够满足消费者的“棉纺”感受。这是一个研究热点。“模仿棉”是指表面的属性不仅与一般棉织物相似，而且超过了棉纺材料的某些指标。换句话说，它是像棉（视觉）、像摸棉（感觉）、像穿棉（亲和性）和超棉（舒适度）。它比棉更方便（可洗）。由于聚酯长丝超仿棉属于比较新颖的产品,为保证产品风格,其加工与普通涤纶织物加工略有不同,通过小样试验和大生产实践,本文摸索出一套比较成熟的超仿棉加工工艺.1测试1.1表面活性剂及去油剂IAY(POY+FDY)/72F涤涤复合丝、涤纶FDY(75D/72F)(盛虹化纤),冰醋酸、纯碱、三聚磷酸钠、液碱、去油剂E、五合一精练剂、氧化退浆剂DL、螯合分散剂AB、匀染剂TF-212K、浴中柔软剂K、欧特菲HSD(市售工业品).1.2超仿棉织物的设计超仿棉织物在织造中将不同特性的原料进行组合,以增加纤维的比表面积,减弱面料对光的反射,使光泽柔和,同时利用2种原料的收缩率不同,在面料表面呈现出较多的毛圈,具有棉型感,同时也减弱了光的反射.此外,在织造前加捻及FDY长丝纺丝时利用不均一超倍率延伸技术,使部分纱段形成超顺向性,纱线经织布染整后,该超顺向纱段的染着率比较低,形成白纹状“节点”,在染色完成后“节点”处与其他地方上色不一致,模仿棉织物的视觉效果.根据前期试验,本文设计的超仿棉织物规格:经向为(20+26)IAY(POY+FDY)/72F涤涤复合丝;纬向为涤纶FDY(75D/72F),16捻;门幅为168cm;75g/m1.3超棉纺织机法的加工冷堆→水洗→圈码蒸缸预缩→预定型→碱减量→染色→烘干→吸湿排汗整理→成品.1.4测试方法断裂强力:按GB/T3923.1-1997进行.样品宽度50mm,隔距200mm,拉伸速度100mm/min.撕破强力:按GB/T3917.2-2009进行,样品尺寸50mm×200mm,切口100mm,隔距100mm,拉伸速度100mm/min,有效撕破长度75mm.吸湿性:按FZ/T01071-2008测试.采用毛细上升高度法,试样一端夹紧在毛细效应测试仪的夹样装置上,另一端系上3g张力夹.使试样下端入水,水温设定为(27±2)℃,测试30min后的渗液高度.硬挺度:按ASTMD1388-2008进行.抗起毛起球性能:按GB/T4802.1-2008测试.按规定方法和试验参数(E类参数,压力780N,起毛次数0次,起球次数600次),试样直径为(113±0.5)mm,采用尼龙刷和织物磨料,使试样摩擦起毛起球.抗静电性:按EN1149-1规定执行,在指定大气压下,测定在相对湿度(35±5)%和(20±2)℃下处于平衡的样品,用电阻测试仪测试织物的表面比电阻.回潮率:按GB/T9995-1997执行,试样在烘箱中暴露于流动的加热至规定温度(105±2)℃的空气中称取烘干前质量及烘干后质量,直至达到恒重,计算回潮率.织物水洗尺寸变化率:按GB/T8628-2001和GB/T8629-2001进行.耐光照色牢度:按ISO105-B02-1994进行.耐水洗色牢度:按ISO105-C06-2010进行.耐汗渍色牢度:按ISO105-E04-2008进行.耐摩擦色牢度:按ISO105-X12-2002进行.2结果与讨论2.1间歇式退浆与冷堆工艺涤纶坯布在织造过程中,为了保证织造的连续性,减少织造中的断头等现象,同时增加经纱表面的光滑度,一般都先对经纱进行上浆、上油处理,所上浆料主要是PA、PVA、PVC等化学浆料.但是所上的浆料、油剂会对织物的染色及后整理产生影响,因此在染色之前要对坯布进行前处理,除去织物上的部分浆料,以保证染色加工的成功率.一般采用间歇式退浆需要采用强碱,退浆后需要大量水洗;为节能减排,本文采用冷堆工艺+高效水洗进行前处理.冷堆主要是对杂质的氧化漂白反应.冷堆处理有以下优点:(1)常温条件下处理,化学性能比较稳定,对纤维的作用力柔和均一,纤维损伤小,可以避免产品批次间的质量差异;(2)化学反应可控,可以有效控制化学助剂的分解,纤维的物理指标不下降,克服机缸炼布质量差异,提高染色重现性和一次成功率;(3)全过程低张力,纤维可充分溶胀和释放内应力,较为彻底地解决织物在缸内张力不一,易产生不均匀折皱的问题,手感较好;(4)杂质去除完全,碱的利用率高.冷堆工艺如下:液碱100g/L,去油剂E5g/L,五合一精练剂5g/L,带液率60%,温度24℃,时间36h.2.1.2化学降解及碱的水解利用平幅退浆机对完成冷堆的坯布进行处理,使在冷堆中从布面脱落的杂质更快的去除,加速氧化产物的化学降解及碱的水解.工艺如下:氧化退浆剂DL5g/L,螯合分散剂AB2g/L,液碱5g/L,温度98℃,机速80m/min.通过高效超声波震荡水洗,将织物上已降解、皂化、乳化、碱水解的浆料和杂质洗除,为后续染色做准备.2.1.3吊坯绳的蒸缸预缩圈码蒸缸预缩可以让织物在宽松的环境下自由收缩,使纤维蓬松,三维立体效果明显,棉感更强.在生产中,圈码机的直径设定为1.5m,吊坯绳的间距为8针,织物起皱均匀,绒感好.蒸缸预缩工艺为:液碱2g/L,纯碱5g/L,三聚磷酸钠1g/L,转速10r/min,浴比1∶17,温度135℃,时间60min.蒸缸预缩可以消除纤维在加捻定型时产生的内应力,使之得到彻底解除,同时在应力产生→回复→固定的过程中还能使织物产生弹性,在织物表面产生大量细小皱纹,增强织物对光的漫反射,同时增强超仿棉织物的棉感.2.1.4定型温度对织物抗排酸性能的影响涤纶纤维具有很高的结晶度,纤维的结晶区和非结晶区紧密排列,通过预定型可以使涤纶的结晶区和非结晶区的排列变得有序,有效提高染色和碱减量的均匀度.同时,通过预定型还可以提高织物表面的平整度和抗皱能力,减少织物在染色中因运行产生的皱印,增加织物在后续加工中的尺寸稳定性.然而,预定型的工艺条件要根据织物成品要求控制定型温度,温度太高,织物会发硬影响手感;温度太低,则织物抗皱性不好.同时,涤纶的结晶区和非结晶区未能有效重排,也会影响到织物的染色均匀性.通过试验发现,在温度为160℃,车速为50m/min的条件下,对超仿棉涤纶织物进行预定型可以获得比较理想的效果.2.1.5纱线悬重感或布面风格测定由于涤纶丝具有高结晶度,结晶区和非结晶区密集堆砌,在碱减量时水解反应不能均匀进行,在纤维表面及非结晶区向内层逐步渗透,使纤维表面部分被碱腐蚀形成虫蚀甚至龟裂形态,对光产生漫反射,使织物光泽柔和,同时纱线交结处吸附的液碱较多,导致织物交织阻力下降,组织结构变松弛,刚性变小,从而产生悬重感.但是,减量率要合理选择.减量率太高,织物悬重感加强,柔软性好,但织物强力下降较多,布面风格较差;减量率太低,织物强力不会下降,但是最终手感不好,达不到仿棉的要求.通过试验发现,将减量率控制为8%时,织物的手感能达到仿棉的要求,同时强力不会下降很多,不会影响后续加工.2.1.6超仿棉纤维的染色为保证超仿棉涤纶纤维在工艺完成后可以达到预期的目标,通常可以采用以下工艺配方:冰醋酸2g/L,匀染剂TF-212K2g/L,浴中柔软剂K2g/L,德士达染料X%(根据需要而定).工艺曲线如下:本文所选用的染料:浅色选用AM高日晒系列,深色选用XF高水洗系列.匀染剂具有优异的匀染性、良好的染料分散性和极低的起泡性,能有效地提高超仿棉涤纶纤维的染色均匀性.超仿棉纤维的仿棉效果很大一部分是通过后整理才体现出来的,为了保证后整理的有效进行,同时提高织物的色牢度,去除织物上的表面活性剂残余,避免对后整理产生不良影响,在染色后对织物进行还原清洗,可以在提高织物色牢度的同时保证后整理的有效进行.2.1.7柔软拉幅定型,加强织物的棉感由于涤纶模量较大,面料比较挺括,克服了纯棉面料易变形、不耐用的缺点,但硬挺性太强,穿着会不舒服.为使面料具有适度柔软的手感,要对面料进行柔软整理,并在织物受热收缩的过程中,对其进行拉幅定型,以加强织物的棉感.工艺流程:清水浸轧→烘干定型(150℃,60m/min).2.1.8整理工艺及助剂由于涤纶先天的拒水性,为使超仿棉涤纶纤维具有和棉相似的吸水性,需要对超仿棉织物进行吸湿排汗易去污整理,以提高织物的吸湿性,增强织物的棉型感.欧特菲HSD就是含亲水性聚硅氧烷和亲水性聚酯的分散体.由于其分子结构中有与涤纶分子结构相同的苯环,在高温作用下,分子链段被锚固在涤纶的表面,使涤纶由原来的疏水性表面变成耐久的亲水性表面,但由于涤纶组分本身的拒水性质并未被改变所以其吸收的水分又可以很快地散发到大气中.故经亲水性柔软剂HSD整理后,能明显提高织物的导湿快干功能,还有抗静电和易去污效果.整理工艺为:一浸一轧(欧特菲HSD20g/L,冰醋酸0.5g/L,轧余率60%)烘干(130℃,车速40m/min).成品门幅:150cm,单位面积质量:80g/m2.2超仿棉织物的性能为了证实超仿棉织物具有和棉织物相似甚至是优于棉织物的性能,对加工好的超仿棉织物进行各项性能测试.另外,选择了与所染超仿棉颜色、单位面积质量相近的纯棉织物(40S×40S,110/76,75g/m从表1可以看到,超仿棉织物具有优于纯棉织物的断裂强力和撕破强力.由于超仿棉织物采用复合丝作为经向,并通过吸湿排汗整理,因此,超仿棉的吸湿性能很优良,已经超过了纯棉织物的水平,并体现出良好的抗静电效果.经过减量处理和柔软整理的超仿棉涤纶织物在硬挺性上依然优于纯棉织物,同