技术资料
“三防”复合功能精纺呢绒产品研究与开发
网络
2008/10/12
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一、 前言
近年来,随着全球经济的快速发展,人们生活水平不断提高,国内外市场对精纺呢绒的需求也在短时间内完成向高档、高附加值、多功能性转变。人们衣着需求不仅仅是满足遮体、美观,更加向舒适、功能性需求发展,并提出多功能组合产品功能需求。
以有机氟树脂运用锦纶、涤纶、涤棉、羊毛织物等进行防水、防油处理为最早的防水防油功能助剂产品开发,该项功能产品特点为:手感比较板硬,整理后产品颜色有变化;产品易起静电,透气性差,耐洗性较差。随着科技快速发展,尤其是近年来纳米技术的快速突破,对纺织品功能性的研究开发起到非常大的推动作用,国内外知名纺织企业纷纷借助纳米技术开发各种不同功能性产品,国内外报导较多,但多数仅仅针对单功能研究开发,特别是由于高档精纺呢绒产品功能性整理的加工条件和技术难度比较大,相应功能产品开发品种比较少。而高档精纺呢绒的市场是高层消费群体,他们对高档精纺呢绒功能面料的市场需求表现得越来越强烈,尤其是复合型功能高档精纺呢绒存在相当大的市场需求空间。
经纳米技术处理过的服装面料具有超疏水、疏油的奇异特性,在织物表面形成犹如荷叶的疏水功能(液体在织物表面动如水银),同时经处理过的面料保持原织物的任何特性与特征(透气、透湿等),不含任何对人体有害的化学成分。处理后的面料在工业加工成成衣的过程中,不会对制衣流程有任何改变,也不会对处理后面料呈现的疏水特性有任何损害(如:裁剪、缝制、高温整形熨烫等),因此适用于大型工业化生产。
二、“防水、防油、防污”纳米技术原理
根据中科院纳米技术中心江雷博士首创的“二元协同纳米界面结构理论”介绍,将不同功能的纳米功能助剂应用到毛织物上,可以在织物表面形成特殊的纳米结构,赋予织物不同特殊功能。同时由于采取的是织物表面改性,且是纳米尺度结构,所以不会影响原纺织品的特性和风格。
"二元协同纳米界面结构",是以有效地利用分子以上层次的化学和利用外场(光场、电场、磁场、热场等等)诱导下的非平衡态的协同效应为前题,在材料的宏观表面建造二元协同纳米界面结构,建立具有不同、甚至完全相反理化性质的纳米相区,在某种条件下具有协同的相互作用,以致在宏观表面上呈现出超常规的界面物性的材料。公司拥有的二元协同纳米界面超双亲、超双疏技术在任何织物表面都会形成纳米尺寸效应――形成一层稳定的、纳米级的空气层。

三、 防水、防油、耐沾污毛织物的研究
(一) 探索纺、织、染、整工艺,提高功能整理效果
为了配合所选用纳米功能助剂,梳理、纺纱、织造、染色、后整理过程应特别注意工艺参数的选择、染化料的使用,避免给后续的功能整理带来不利影响,为确保取得预期效果,探索得到最佳工艺流程如下:
条染→复精梳→前纺→后纺→整经→织造→生修→烧毛→湿揩→煮呢→洗缩→煮呢→浸轧→烘干→中检→熟修→刷剪→纳米功能整理→烘干→中检→揩油→烫呢→罐蒸
工艺制定过程应考虑使织物中纤维尽量收缩形成的蓬松结构,确保织物表面由纱线形成的细密凸起和蓬松的线圈能保持较多的空气,以增大表面的拒液性能,然后再通过织物纳米功能整理,使织物表面覆盖一层气体薄膜进一步提高织物的三防性能。
为使羊毛不受损伤,保持其优良特性,在染色过程中采用低温染色方法,严格控制染色温度、高温处理时间、pH值及媒染剂用量等,深色号在保证色光及各项牢度的情况下,尽量不用媒介染料,而采用对羊毛损伤较小,进口中性、活性染料如兰纳素等,避免强氧化剂红矾的使用,使染色过程中的纤维损伤降到最低。
在复洗及烘干过程中,严格按工艺要求控制洗槽的洗液浓度及温度,同时采用低温慢速的烘燥工艺,确保毛条滑、柔、爽的手感。在复精梳及纺纱过程中,增加梳理、混合次数,严格控制毛粒,使毛条条干均匀。同时,优选纺纱各道工艺参数,各道采用小欠伸、小喂入、小张力、小隔距、低车速等工艺参数,确保了纱线条干均匀,使纱线CV值及外观疵点均达到了较好水平。在捻度选择时,为了赋予织物较好的弹性,对捻系数及纱线结构进行了最优化试验,通过对大量的数据对比分析,我们认为纱线(64S/2
Nm)捻度至少要大于650捻/米,最佳捻度应大于850捻/米(64S/2Nm),经与同类产品相比,经纬纱捻向及捻系数的选择如表:
经纬纱的捻向及捻系数

纺纱工艺路线的调整。纺纱过程中,为尽量减少对纱线造成的摩擦,减少毛羽,保证织造。在络筒工序加抗静电剂,减少摩擦起毛,使纱线的毛羽伏贴;采用先络筒后蒸纱的纺纱工艺流程,有效地改善了纱线的毛羽、条干等指标。纺纱支数的探讨。为确保产品设计风格的要求,根据不同原料档次确定的合理可纺支数范围,做了一系列的实验,探讨优选。
在烧毛的基础上加强刷毛和剪毛,保证呢面光洁;洗前煮温度不宜过高,温度应控制在70~75℃,张力偏大,上机加压,调节pH值呈酸性;延长洗呢时间,洗呢30~60min,冲洗15~30min,洗呢温度30~40℃,充分增加织物的蓬松度;洗后煮温度和时间都相应加强,确保织物充分定型,具有更好的外观特征和尺寸稳定性;烘干时温度控制在80℃左右,减慢车速,使布面水分均匀蒸发,有利于后续焙烘时,助剂在布面上反应充分且均匀;罐蒸在引进意大利KD95罐蒸机上进行,适当增加内压,使功能助剂反应完全,巩固、加强织物三防效果,同时延长抽冷时间,使布面尺寸稳定。
(二) 纳米功能助剂的优选,研究应用工艺,达到三防效果
课题组工程技术人员利用多种渠道寻到国内外助剂OLEOPHOBOL SLA-01 、QG-F118、NSP100、FK-518、XL-410,并进行试验对比,结果证实CIBA公司OLEOPHOBOL
SLA-01效果比较好。
各助剂防水、防油试验效果对比

注:各助剂应用试验均参考生产、供应商提供工艺。
助剂浓度、温度、施加方法、pH值和焙烘温度、时间等重要条件直接影响着整理效果,试制过程重点研究了这些因素对防水防油效果的影响,根据试验情况,总结出助剂的最佳应用工艺条件为:
1.浸轧法

2.浸渍法

方案一(常规整理法):
对于高支轻薄毛织物,织物本身具有较好地渗透性能,借助于渗透剂就能达到良好地效果,功能整理工艺流程为:
浸轧法:浸轧→烘干(80℃,2~3min)→焙烘(140~160℃,2~4min)
浸渍法:浸渍→脱水→烘干(80℃,2~3min)→焙烘(140~160℃,2~4min)
方案二(“浸轧→放置→浸轧”整理法):
为保证在厚重织物中功能助剂充分渗透,借鉴棉印染常用的“冷轧堆”法,创新性地开发出“浸轧→放置→浸轧”功能整理工艺流程:
浸轧(2~3%功能整理剂、渗透剂、柔软剂,30~40℃)→放置(20~40min)→浸轧(5~6%功能整理剂)→烘干(80℃,3~6min,根据布厚重度调整)→焙烘(140~160℃,3~6min,根据布厚重度调整)烘干时温度控制在80℃左右,减慢车速,使布面水分均匀蒸发,有利于后续焙烘时,助剂在布面上反应充分且均匀,避免因烘干温度过高,织物受热不匀,助剂泳移,导致最后成膜不均匀。
不同试验方法效果对比

从试验测试数据得出:采用冷轧堆整理处理三防效果要明显好于常规整理方法,浸渍法要好于浸轧法。
织物透气效果对比

从试验测试数据得出:三种试验方法透气效果的降低均不超过20%,不影响服装穿着舒适度效果。
(三) 制订《防水、防油、耐沾污精梳毛织品标准》
如何评定防水、防油、耐沾污精梳毛织品,国家和行业还没有制定考核标准,本着遵守国家质量法和维护消费者利益的精神,我们成立了“防水、防油、耐沾污精梳毛织品”标准编制小组,在借鉴国外相关指标、标准的基础上,结合我国的实际情况,参考国内现有的标准,特制定了合格品标准,并提交标准审定委员会审定。
1 数据来源
查阅了大量的国家标准、行业标准及有关的技术资料;向国家标准部门、检测机构和国外企业起先技术咨询、交流,并广泛开展市场调研,征求消费者对此类产品的意见要求。其次是批量投放市场,听取市场反映,均收到好评,在此基础上,其考核标准得到了权威机构的认可,其数据的验证是出自于权威机构的测试,因此,该项标准具有适用性、可靠性和合理性。
污垢主要可分为液体污垢、固体污垢和固液混合污垢三类,含有很多化学成分。考虑精梳毛织品穿着的具体情况,标准只对液体污垢、固体污垢进行标准规定。
1.1 标准固体污垢
Florio和Mersereau对街道灰尘的分析得出合成的污垢由以下七种成分组成:泥碳38%、水泥7%、二氧化硅17%、粘土17%、矿物油7.5%、碳黑1.75%、氧化铁0.5%。本标准依据此项研究成果,结合实际情况,配制标准固体污垢,成分及比例为:泥碳38%、水泥7%、二氧化硅17%、粘土17%、矿物油8.75%、碳黑1.75%、氧化铁0.5%。
1.2 标准液体污垢
通过研究,Florio和Mersereau分析出旧衣服上常见的污渍是汗液(含0.5%NaCl和其它无机盐、0.5%乳酸、丙酮、尿素等有机化合物,99%水)、血渍、食物残余及茶、酒、咖啡等。我们在此基础上,配制标准液体污垢,成分及比例为:水65%、酱油25%、醋5%、食盐2%、植物油3%。
2 产品技术数据验证过程
产品防水、防油、耐沾污性能经质量监督检验机构测试,性能指标均达到合格品要求,其他基本技术指标也符合FZ/T24002-1993与FZ/T24008-1998一等品标准要求。
(四) 产品测试结果
目前试制开发的高档功能面料产品经检测,上述试验的处理效果已完全达到标准,主要物理指标如下:

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