涤纶_粘胶梭织物无氟防水拉毛整理工艺.pdf

印染（2024 No.5）涤纶/粘胶梭织物无氟防水拉毛整理工艺占敏华1，徐德彬1，郭玉良2，吴安富2()1.杭州新生印染有限公司，浙江 杭州 311221；2.广东德美精细化工集团股份有限公司，广东 佛山 528303摘要：为解决涤纶/粘胶梭织物传统拉毛防水工艺存在工艺加工流程长且不稳定等问题，提出了先防水后拉毛的工艺。研究了工艺流程、防水剂类型和用量等条件对织物防水等级和色牢度等性能的影响。优化的工艺条件为：焙烘温度180，焙烘时间75 s，无氟防水剂T771 55 g/L，交联剂DH-3909 10 g/L，醋酸0.5 g/L。整理后织物的洗前防水等级为45级、耐干摩擦色牢度4级、耐湿摩擦色牢度2级、溶液沾色牢度23级，且具有无氟、柔软等特点，符合行业发展趋势。关键词：功能整理；无氟防水；有机硅；拉毛；涤纶/粘胶梭织物中图分类号：TS195.5文献标志码：BDOI：10.3969/j.yinran.202405012Fluorine-free waterproof and raising process of polyester/viscose woven fabricZHAN Minhua1,XU Debin1,GUO Yuliang2,WU Anfu2()1.Hangzhou Xinsheng Printing and Dyeing Co.,Ltd.,Hangzhou 311221,China;2.Guangdong Dymatic Chemicals Inc.,Foshan 528303,ChinaAbstract:To solve the problems of long and unstable processing flow in the traditional raising and waterproofing process of polyester/viscose woven fabric,a process of waterproofing first and then raising is proposed.The influences of process flow,type and dosage of waterproofing agent on the waterproof grade and color fastness of fabrics are studied.The optimized process conditions are:baking temperature of 180,baking time of75 s,fluorine-free waterproof agent T771 55 g/L,crosslinking agent DH-3909 10 g/L,acetic acid 0.5 g/L.Thepre washing waterproof performance of the fabric is Grade 4-5,and color fastnesses to dry rubbing,wet rubbing and washing（test for solution color）are of Grade 4,2 and 2-3,respectively.The process also has characteristics of fluorine free and softness,which is in line with industry development trends.Key words:functional finish;fluorid-free waterproofing agent;organic silicon;raise;polyester/viscose wovenfabric随着户外时尚日益风靡，防水拉毛织物成为流行服装和户外功能服装的主要面料之一。在此基础上，客户还进一步增加了对于防水加工的耐洗性要求，包括耐水洗性和耐干洗性。从文献报道来看，石蜡类和聚氨酯类防水剂耐干洗性较差，有机硅类耐干洗性较好1。常见的防水拉毛加工过程为先拉毛后浸轧防水剂。该工艺实际生产过程中存在两个缺点：一是常规的起毛剂虽然有很好的起毛效果，但通常会对后续加工的防水性能产生较大影响；二是拉毛后织物在焙烘过程中脱落的浮色对防水加工过程中防水剂的应用稳定性也会产生很大影响。为了解决上述问题，本课题创新性地提出了先防水后拉毛工艺，并对防水剂和起毛柔软剂的类型进行筛选，以获得较好的防水拉毛整理效果。1试验部分1.1织物、试剂与仪器织物25.8/36/6.5/29.2/2.5涤纶/再生涤纶/中空涤纶/粘胶/氨纶（18.5 tex18.5 tex，366 根/10 cm275 根/10 cm，280 g/m2）试剂防水剂 T 771、起毛剂 T 850、交联剂 DH3909（广东德美精细化工集团股份有限公司），防水剂R3、防水剂RSY、交联剂SFB（亨斯迈纺织染化），防水剂5671（日本大金化工有限公司），醋酸（工业级）仪器DL-2015-CS1焙烘机、DL-2500V立式轧车、Y 571-111色牢度摩擦仪（韩国大林丝达乐株式会社），SF 800 测色配色仪（美国 Datacolor公司），日星焙烘机（韩国日星机械工业株式会社），J型双管染缸（亚东机械有限公司），GRI 228 拉毛机（意大利 Lafer 公司），平幅水洗机（鸿荣染整机械股份有限公司），烧毛机2000（德丰印染机械有限公司）1.2试验方法工艺路线 1：平幅水洗预焙烘烧毛（1 1501 250，60 s）染色（分散染色还原清洗活性染收稿日期：2023-12-18；修回日期：2024-04-23作者简介：占敏华（1992），男，工程师，主要从事染整技术的开发和生产加工等工作。E-mail：。26涤纶/粘胶梭织物无氟防水拉毛整理工艺印染（2024 No.5）色皂洗中和）起毛剂烘干（起毛剂T 850 20 g/L）拉毛（起毛辊转速90 r/min，处理时间5 min）浸轧防水（防水剂T 771 70 g/L，交联剂DH 3909 15 g/L，醋酸0.5 g/L，一浸一轧）烘焙（180，80 s）蒸呢（加热蒸汽辊2.6 kPa，60 s）工艺路线 2：平幅水洗预焙烘烧毛（1 1501 250，60 s）染色（分散染色还原清洗活性染色皂洗中和）浸轧防水（防水剂T 771 70 g/L，交联剂 DH 3909 15 g/L，醋酸 0.5 g/L，一浸一轧）烘焙（180，75 s）拉毛（起毛辊转速90 r/min，处理时间5 min）蒸呢（加热蒸汽辊2.6 kPa，60 s）在连续式平幅水洗机进行平幅水洗。该机器共分为 8 个槽，从第一槽至第八槽的温度分别为 30、60、70、85、95、95、40、40，各槽内均为清水，处理时间60 s。1.3性能测试1.3.1织物洗前防水测试按照JIS L 10922009纺织品拒水性测试方法方法测试织物洗前防水性能。1.3.2织物干洗后防水测试按照 JIS L 08602008 耐干洗色牢度的测试方法 中的A-2进行干洗，按照 JISL 10922009 纺织品拒水性测试方法 测试织物干洗后防水性能。1.3.3织物耐水洗色牢度按照JIS L 08442018 多纤沾色牢度和溶液沾色牢度测试方法 中的A-2进行测试。1.3.4织物耐摩擦色牢度按照JIS L 08492004 织物摩擦牢度测试方法进行测试。1.3.5防水剂表面张力按照GB/T 55492010 表面活性剂用拉起液膜法测定表面张力 进行测试。2结果与讨论分别选择氟碳结构的防水剂5671、有机硅无氟防水剂T 771、丙烯酸类无氟防水剂RSY和聚氨酯类无氟防水剂R3作为研究对象，考察了不同防水剂类型和用量等因素对防水剂表面张力、织物接触角以及防水等级的影响。2.1防水剂种类和用量对表面张力的影响表面张力越低，越有利于获得较好的防水效果。改变防水剂的种类和用量，考察其对防水剂表面张力的影响，结果见图1。M 1gFPCH#Jg/556图1不同防水剂用量下的表面张力Fig.1Surface tension of various water proofing agents with different dosages由图1可以看出，防水剂5671的表面张力最低，这与其氟碳结构有关，氟元素有较低的表面张力值。非氟系防水剂的表面张力次之，其中T 771是硅系防水，质量浓度超过30 g/L后即可获得较低的表面张力值，并且随质量浓度增加不再有明显降低；防水剂R3的表面张力略低于 RSY，当 R3 质量浓度为 50 g/L 时，R3 和T 771的表面张力接近。2.2防水剂种类和用量对整理织物水接触角的影响按照工艺路线2，改变防水剂的种类和用量，考察其对整理织物接触角的影响，结果见图2。CH#Jg/556 e 图2不同防水剂处理的织物接触角Fig.2Contact angle of fabrics treated with different waterproofing agents由图2可知，防水剂5671处理织物的接触角最大，其质量浓度为 50 g/L 时，织物的水接触角可以达到180，这与它的表面张力值较低有关。其他三种无氟防水剂质量浓度低于50 g/L时，织物的水接触角相差不大，均在140左右。随着无氟防水剂用量的进一步提高，T771整理后织物的接触角进一步提升，质量浓度达到90 g/L时，织物接触角可以达到150，略高于其他两种防水剂。27印染（2024 No.5）2.3防水剂种类和用量对整理织物防水等级的影响按照工艺路线2，改变防水剂的种类和用量，考察其对整理织物防水等级的影响，结果见图3。L144565CH#Jg/图3不同防水剂的防水等级Fig.3Waterproof level of different waterproofing agents由图3可知，防水剂5671质量浓度为20 g/L时，整理织物的洗前防水等级可达到45级，其他防水剂需要34倍的用量才可达到该效果，可见含氟防水剂在织物洗前防水等级上有较大优势。在此基础上，配套加入聚氨酯类交联剂 SFB 和DH-3909，考察不同组合条件下对织物防水等级的影响，结果见表1。表1不同防水剂和交联剂对织物防水等级的影响Table 1The influence of different waterproofing agents andcrosslinking agents on the waterproof grade of fabrics（RSY）/（gL-1）8090100000000000304050（R3）/（gL-1）0008090100000000000（T771）/（gL-1）0000008090100000706050（5671）/（gL-1）000000000404550000（SFB）/（gL-1）2025252025250008910252525（DH-3909）/（gL-1)000000202525000000防水等级/级洗前4545454545454545454545454545453次干洗1111112333333423212由表1可知，防水剂RSY质量浓度在80100 g/L，配合使用交联剂SFB 2025 g/L，织物的防水等级可达45级，但3次干洗后只有1级，这是因为丙烯酸类产品可以使织物获得较高的洗前防水等级，但手感比较硬，在洗涤过程中设备的摩擦力使得整理剂容易被洗掉，导致洗后的防水等级比较差2-4。3次干洗后，防水剂5671较T771节省约一半的用量即可达到同等级的防水效果，说明含氟防水剂的耐干洗性能最优。RSY和T771同浴浸轧整理，织物的干洗性能反而略有降低，这是因为两种防水剂配套使用的交联剂性能有差异，协同效果不理想。硅系防水成膜性较差，缺少反应性基团，难以自交联，需要搭配低解封温度的交联剂，通过充分焙烘才可获得较好的防水效果5。综合来看，有机硅类产品手感柔软、成本低且不含氟，更符合现在的环保要求6。因此，选用T771作为研究对象，进一步探讨防水拉毛工艺。2.4焙烘温度对织物性能的影响按照工艺路线2，改变焙烘温度，考察其对织物防水等级和色牢度的影响，结果见表2。表2焙烘温度对织物的防水等级与色牢度的影响Table 2The influence of baking temperature on the waterproofgrade and color fastness of fabrics温度/150160170180190防水/级3343444多纤沾色/级棉4545454545尼龙4443434醋酯45454544羊毛4443434粘胶4545454545腈纶4545454545蚕丝4343433涤纶4545454545溶液沾色/级34343232耐摩擦色牢度/级干摩45454544湿摩22222由表2可知，随着焙烘温度的升高，防水等级逐渐提升。当焙烘温度达到180 后，防水等级可以达到4级，之后并不再随焙烘温度的升高而变化。这是由于织物经浸轧后，有机硅类防水剂可渗透到织物间隙中，由于其分子结构中含有大量羟基等活性基团7，在烘干和焙烘过程中会与织物发生交联反应。温度越高，分子交联反应程度越大，由此可获得的防水等级越高，但当温度达到一定程度后，交联已经很充分，所以防水等级不再进一步发生变化。多纤沾色和溶液沾色牢度均随着温度的升高逐渐降低，这可能是由于焙烘温度的升高，分散染料逐渐向织物表面迁移，导致沾色牢度有所下降。焙烘温度对耐摩擦色牢度影响不大。综合以上试验结果并参考GB/T 184012010 国家纺织产品基本安全技术规范 对于纺织品色牢度3级的要求，焙烘温度不能超过180。28涤纶/粘胶梭织物无氟防水拉毛整理工艺印染（2024 No.5）2.5焙烘时间对防水性能和色牢度的影响参照1.2节工艺，改变焙烘时间和工艺路线，考察其对洗前防水等级和耐摩擦色牢度的影响，结果见表3。表3焙烘时间对防水性能和色牢度的影响Table 3The influence of baking time on waterproof performance and color fastness焙烘时间/s10090807565防水等级/级工艺路线1454545343工艺路线24545454545耐摩擦色牢度/级工艺路线1干摩343444545湿摩22222工艺路线2干摩445454545湿摩22222由表3可知：采用工艺路线1（先拉毛后防水），焙烘时间至少需要80 s才可达到45级的防水等级；而采用工艺路线2（先防水后拉毛），焙烘时间65 s时就可以达到同样等级，节省约20%的时间。另外，工艺路线1需要防水剂70 g/L，工艺路线2需要55 g/L，可以节省约20%的防水剂。观察工艺路线1防水加工过程中焙烘机的轧槽发现，浸轧深色织物后，织物表面的浮色染料在表面活性剂的作用下发生脱落，浸轧槽中的浮色染料容易对防水剂乳液的稳定性产生影响而降低防水等级，严重时导致乳液破乳，布面产生硅油斑7，这时可以添加非离子稳定剂改善防水剂的稳定性。另外，工艺路线1中焙烘时间对色牢度影响较大，焙烘时间过长，导致色牢度降低较多。2.6测试前放置时间对织物防水等级的影响按照JISL 1092的要求，待测织物需要放置在大气条件下调湿至少4 h，但现场技术人员需要在短时间内获得防水等级，用以调整工艺参数，因此试验测试放置时间对织物防水等级的影响，结果如表4所示。表4放置时间对织物防水等级的影响Table 4The influence of pre-test placement time on waterproof performance放置时间/h0.10.51.04.018.020.0洗前防水/级工艺路线12333344545工艺路线23344454545由表4可知，测试前放置24 h的防水等级比放置0.5 h时提升1级。如果放置24 h后防水等级仍只有3级，原因可能是焙烘不充分或防水剂用量偏低。若将等级差的织物再焙烘，达到4级以上，可以排除焙烘不充分的原因。3结语（1）选择先防水后拉毛的加工工艺，需选择手感较柔软的防水剂（丙烯酸类、聚氨酯类、氟碳类防水剂处理后均会使织物手感变硬，不利于面料起毛）。T771是硅系防水剂，手感较柔软，可达到起毛的条件。（2）采用新型的先防水后拉毛的工艺路线，染色后需将织物表面的浮色洗净，确保防水工艺稳定，可获得良好的防水等级和色牢度。适宜的防水工艺为：浸轧含有 T771 55 g/L、DH-3909 10 g/L、醋酸 0.5 g/L 的溶液，180 焙烘75 s，防水等级可达洗前45级，耐干摩擦牢度 4 级，耐湿摩擦牢度 2 级，溶液沾色牢度 23级。参考文献：1李艳艳，贺江平.改性有机硅防水剂的应用J.印染，2016，42（3）：43-50.2涂伟文.纺织品防水防油剂的历史、现状和发展方向J.印染，2022，48（5）：82-89.3杨兴，何陆春.纺织品用无氟防水整理剂的现状及进展J.印染助剂，2022，39（05）：（13-14）.4赵凯，涂伟文.有机硅改性丙烯酸酯无氟防水剂的合成与应用J.印染，2023，49（8）：43-46.5李艳艳，贺江平.改性有机硅防水剂的应用J.印染，2016，42（3）：43-50.6方娟娟，高妍，顾浩.无氟防水整理剂的应用现状与发展趋势J.纺织导报，2022，41（3）：59-62.7赵成英.有机硅织物防水剂应用性能研究J.上海化工，2018，43（8）：18-22.合理使用资源造福子孙后代 公益广告 29