张战旗 于滨 梁政佰 齐元章

随着经济的发展,人们生活水平的提高,对服饰的要求越来越高,不仅要美观、舒适,而且要功能齐全。近年来,全棉弹力面料因其柔和的弹力、舒适的棉质感并能突出人体的曲线美,为越来越多的人们所崇尚。目前,弹力织物已经渗透到纺织服装的各个领域,时装、运动服、休闲服等都在使用弹性面料。但因为氨纶弹力丝耐强酸、强碱性能差,因此无法生产出免熨烫的弹力面料。
2008年陶氏化学(DOW Chemica1)推出了基于INFUSE?技术的新一代XLA纤维(NG XLA)。该技术获得了美国前100个最杰出的研发奖励。它是聚烯烃弹性纤维,与聚氨酯弹性纤维的化学成分完全不同,具有弹性适中,尺寸稳定性好,耐高温,耐强酸、强碱、强氧化剂及不需要高温定型等特点。正因为NGXLA具有上述特点,使得生产高平整度的、兔熨烫的弹力面料成为可能。
由于NG XLA具有优良的耐强酸、强碱性,因此
纬向含NG XLA的棉包芯弹力面料在烧毛、退浆、煮练、漂白、丝光、染色等工序可以和全棉品种一样控制,但由于其纱线强力偏低,在进行潮交联免烫加工过程中产生了诸多问题。我们重点对影响潮交联加工的因素进行了分析和研究,并进行试验解决了上述问题。

1 影响免烫性的因素分析
由于纱线在包芯过程中强力会降低10%左右(见表1）,在实际生产加工过程中发现,纬向含NG XLA的棉包芯弹力面料如果采用正常的液氨潮交联工艺加工,面料平整度比普通全棉面料低0.2-0.3级(见表2),不能满足免烫产品的要求。
表1 NG XLA纱线与普通紧密纺纱线的强力对比

表2 NG XLA 面料和正常面料平整度对比

为解决这一问题,我们在正常潮交联工艺的基础上,从树脂用量、催化剂用量、温湿度等因素进行改善试验,但未取得明显效果。后来分析发现,织物在前整理及染色加工过程中一直是处于碱性条件,虽然丝光下布或者液氨下布织物经过醋酸中和,但是由于在醋酸中和过程中,会与碱剂形成醋酸+醋酸钠的缓冲溶液,影响中和继续向纤维内层的深入进行。这样就导致纤维内部仍然存在一定的烧碱,而且从外到内其含碱量也有差别:表层酸性较强,越往芯部碱性越强。这样在潮交联加工时会出现表面树脂的情况,造成反应不充分影响面料的免烫性。我们在正常潮交联工艺的基础上提出先进行酸汽蒸水洗的方案,并对其具体工艺进行对比分析。

2 酸汽蒸水洗工艺研究

张战旗 于滨 梁政佰 齐元章

随着经济的发展,人们生活水平的提高,对服饰的要求越来越高,不仅要美观、舒适,而且要功能齐全。近年来,全棉弹力面料因其柔和的弹力、舒适的棉质感并能突出人体的曲线美,为越来越多的人们所崇尚。目前,弹力织物已经渗透到纺织服装的各个领域,时装、运动服、休闲服等都在使用弹性面料。但因为氨纶弹力丝耐强酸、强碱性能差,因此无法生产出免熨烫的弹力面料。
2008年陶氏化学(DOW Chemica1)推出了基于INFUSE?技术的新一代XLA纤维(NG XLA)。该技术获得了美国前100个最杰出的研发奖励。它是聚烯烃弹性纤维,与聚氨酯弹性纤维的化学成分完全不同,具有弹性适中,尺寸稳定性好,耐高温,耐强酸、强碱、强氧化剂及不需要高温定型等特点。正因为NGXLA具有上述特点,使得生产高平整度的、兔熨烫的弹力面料成为可能。
由于NG XLA具有优良的耐强酸、强碱性,因此
纬向含NG XLA的棉包芯弹力面料在烧毛、退浆、煮练、漂白、丝光、染色等工序可以和全棉品种一样控制,但由于其纱线强力偏低,在进行潮交联免烫加工过程中产生了诸多问题。我们重点对影响潮交联加工的因素进行了分析和研究,并进行试验解决了上述问题。

1 影响免烫性的因素分析
由于纱线在包芯过程中强力会降低10%左右(见表1）,在实际生产加工过程中发现,纬向含NG XLA的棉包芯弹力面料如果采用正常的液氨潮交联工艺加工,面料平整度比普通全棉面料低0.2-0.3级(见表2),不能满足免烫产品的要求。
表1 NG XLA纱线与普通紧密纺纱线的强力对比

表2 NG XLA 面料和正常面料平整度对比

为解决这一问题,我们在正常潮交联工艺的基础上,从树脂用量、催化剂用量、温湿度等因素进行改善试验,但未取得明显效果。后来分析发现,织物在前整理及染色加工过程中一直是处于碱性条件,虽然丝光下布或者液氨下布织物经过醋酸中和,但是由于在醋酸中和过程中,会与碱剂形成醋酸+醋酸钠的缓冲溶液,影响中和继续向纤维内层的深入进行。这样就导致纤维内部仍然存在一定的烧碱,而且从外到内其含碱量也有差别:表层酸性较强,越往芯部碱性越强。这样在潮交联加工时会出现表面树脂的情况,造成反应不充分影响面料的免烫性。我们在正常潮交联工艺的基础上提出先进行酸汽蒸水洗的方案,并对其具体工艺进行对比分析。

2 酸汽蒸水洗工艺研究

2.1 蒸洗处理对织物布面含碱量的影响
2.1.1 选用面料的组织规格
我们选用了两种组织规格的面料进行了相关试验和测试
A: CPT40×NG XLA 40(55D)×130×80×53/54,平纹液氨后面料
B: CPT50×NG XLA 50(42D)×144×90×53/54,平纹液氨后面料
2.1.2 工艺流程
浸轧软化水(pH值为6.5,一浸一轧,带液率70%)→汽蒸(98-100℃,1min) →六格平幅温水洗(水温50~60℃) →一格醋酸中和水洗→冷水洗→烘干
2.1.3 结果对比
我们对比了上述两种平纹织物经过蒸洗处理和未经过蒸洗处理的布面含碱量,实验结果如下:
表3 不同组织结构蒸洗处理后布面含碱量变化

由上表可以得知,经过98-100℃蒸洗处理后,织物的布面pH值略有降低变化基本不大,但布面的含碱量急剧下降,降幅达70%,这就表明了纤维芯部的残余碱剂已被洗除较大的一部分,为后续酸性条件下的各类加工提供了有力的条件。因此,在潮交联整理之前加入汽蒸处理这一工序,有利于后续的加工,同时我们考虑由于后整理的各类特殊加工方式基本上都是在酸性条件下进行的,在前整理的半成品进入后整理工段时,先行进行酸汽蒸处理更有利于后续工序的加工,从而取得更为优异的整理效果。
2.2 酸剂的选择
2.2.1 选用面料的组织规格
CPT50×NG XLA 50(42D)×144×90×53/54,平纹液氨后面料
2.2.2 酸剂种类及用量
酸剂:醋酸、亨斯迈公司INVATEX? AC酸、科莱恩公司NE酸
酸剂用量:3g/L
2.2.3 工艺流程
浸轧酸液(一浸一轧,带液率70%)→汽蒸(98-100℃,1min)→六格平幅温水洗(水温50-6O℃) →一格醋酸中和水洗→冷水洗→烘干
2.2.4 结果对比
我们对比了不同酸剂汽蒸水洗后对织物的pH值、织物强力、白度影响情况,实验结果如下:
表4 不同酸汽蒸对织物内在指标的影响

说明: “-”表示碱含量测不出;织物规格为:CPT50×NG XLA 50(42D)×144×90×53/54,平纹,其原始强力为75(1bf)。液氨下布白度为84
从表4,我们可以看出经过酸汽蒸水洗后,织物pH有大幅度的降低,特别是AC酸,经过AC酸处理的织物其含碱量很难再测出,说明AC酸的渗透性较好。另一方面,用醋酸与NE酸汽蒸过的织物其强力均有不同程度的降低,用AC酸处理过的强力反而略有上升,而且在试验过程中发现用AC酸处理过的织物,白度保持较好,不易泛黄。结合成本因素综合考虑,我们最终选用AC酸。

2.3 酸剂用量对织物内在指标的影响
2.3.1 选用面料的组织规格
CPT50×NG XLA 50(42D)×144×90×53/54,平纹液氨后面料
2.3.2 工艺流程
浸轧酸液(一浸一轧,带液率70%)→汽蒸(98-100℃,1min)→六格平幅温水洗(水温50-6O℃)→一格醋酸中和水洗→冷水洗→烘干
2.3.3 结果对比
AC酸的用量对织物强力变化、整理效果以及布面pH的影响。实验结果如下:
表5 AC用量对织物酸汽蒸效果的影响

说明:选用织物规格: CPT50×NG XLA 50(42D)×144×90×53/54,平纹,其原始强力为75(1bf)
由表5可得知,随着AC用量的增加,织物pH值呈现下降趋势,酸用量不超过3g/L时,织物的强力基本上不会下降,超过3g/L后强力略有下降,这说明酸用量不能过多,而从潮交联的整理效果来看,酸用量的增加有利于潮交联效果,综合分析,当酸用量在2-3g/L即可达到整理要求,而且强力没有损伤,因此实验确定酸用量在2-3g/L。
2.4 酸汽蒸水洗槽温度对织物内在指标的影响
2.4.1 选用面料的组织规格
CPT50×NG XLA 50(42D)×144×90×53/54,平纹,液氨后面料
2.4.2 工艺流程
浸轧酸液(pH值为3.5,一浸一轧,带液率70%)→汽蒸(98-100℃,1min)→六格平幅温水洗→一格醋酸中和水洗→冷水洗→烘干
2.4.3 水洗温度
50℃、 70℃、 9o℃
2.4.4 酸剂用量
AC酸:3g/L
2.4.5 试验结果
不同水洗温度对织物强力、弹性、织物pH值的影响进行了测试,测试实验结果如下:
表6 水洗温度对织物内在指标的影响

从表6可以看出,水洗温度升高,织物弹性基本没有变化,织物pH上升,织物强力变化很小,总体略有下降。分析织物pH值升高,与织物在90℃水洗时能够水洗较为充分有关,考虑到织物的弹性及其强力下降较小,而且从水洗效果来考虑,选用90℃水洗较为合适。
2.5 增加酸汽蒸水洗前后对织物内在指标的影响
2.5.1 选用面料的组织规格
我们选用了三种组织规格的织物对比是否进行酸汽蒸水洗对内在指标影响
A: CPT50×NG XLA 50(42D)×144×90×53/54,平纹,液氨后面料
B: CPT70×NG XLA 50(70D)×206×130×53/54,缎纹,液氨后面料

C: CPT50×NG XLA 40(55D)×160×80×53/54,斜纹,液氨后面料
2.5.2 工艺流程
浸轧软化水(pH值为3.5,一浸一轧,带液率70%,→汽蒸(98-100℃,1min)→六格平幅温水洗(水温90℃)→一格醋酸中和水洗→冷水洗→烘干
2.5.3 酸剂种类及用量
酸剂:亨斯迈公司INVATEX? AC酸 酸剂用量:3g/L
2.5.4 试验结果
按照上述工艺条件我们安排潮交联前先进行酸汽蒸水洗与常规潮交联的工艺进行对比,如表7所示。
表7 正常潮交联工艺与酸汽蒸水洗工艺对比

由表可见,经过酸汽蒸水洗工艺的织物强力略有下降。而免烫级别则提升0.3-0.5级。这说明经过酸汽蒸水洗后,可以提高潮交联整理的免烫级别。

3 大生产应用
3.1 工艺流程
织造→验布→折布→坯布水洗→烧毛→退浆→煮练→漂白→丝光→液氨→增白→酸汽蒸水洗→预柔软→潮交联→水洗→拉幅→预缩→验布→包装
3.2 成品试验结果
表8 成品试验结果

4 结论
棉/NG XLA弹力面料,可以通过先酸汽蒸水洗再做潮交联的工艺,即选用的2-3g/L AC酸浸轧织物,在98℃对NG XLA织物汽蒸60s,然后90℃水洗。平纹织物潮交联整理可以取得3.5-3.7级的免烫整理效果,斜纹与缎纹织物则可达到4级的免烫整理效果。