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  • 針織面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面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”系統特點,賦予面料良好的穿著服用性能,使針織面料的后整理加工理念提升到功能性和舒適性相兼顧的層面上。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:針織面料、功能性整理、人體-衣著-環境、吸濕排汗易去污、表里異機能、舒適保濕、測試方法


    1. 前言



    隨著新型纖維和紡織品后加工的不斷發展,功能性針織面料的涉及的范圍將越來越廣。隨著人民生活水平的提高,功能性針織面料的市場前景也將越來越好,這方面產品的開發同時又是提高針織面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面料,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、涼爽速干、保暖蓄熱、整形美體等方面。近年來,針織面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,使針織面料的后整理加工理念提升到功能性和舒適性相兼顧的層面上。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”系統理念1,即多數針織面料介于人體與環境之間,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,因此面料本身對于熱、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范圍內,在這樣的范圍之內,穿著的舒適性就會體現出來2。


    本為著重介紹當前針織面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面進行一些探討。


    2.新型功能性整理加工


    2.1吸濕排汗易去污整理


    所謂吸濕排汗易去污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污的性能。目前市面上的吸濕排汗易去污面料選用的大多數是異形斷面纖維、中空微多孔纖維、多層織物等。本文介紹的通過親水劑涂布及纖維表面改質等技術,使不親水的織物同時具有吸水性、快干性和易去污性,改變滌綸針織面料對水分之吸濕、移動、放濕等性質。因此,對于吸濕性和服用性能較差的聚酯纖維而言,吸濕排汗易去污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,使滌綸表面產生吸濕層,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污整理劑。這種共聚物除具有表面活性劑的共性外,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面具有親水性質,這樣起到抗靜電和易去污作用,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,能兼顧織物易去污性和耐洗性。


    2.2表里異機能整理


    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,通過纖維復合或貼膜等方法來達到表里異機能的效果,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里異機能,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面改質處理,就運動類針織面料服裝而言,一面以氟素化合物進行織物表面改質,使其具有可防水、防油、防污等功能,例如還能輕易“彈撥”掉潑灑在衣物表面的果汁飲料等;另一面經過處理后具有良好吸濕性或穿著舒適性,使織物的里層具備一定的濕度調節機能,這里2022年世界杯买球把它簡稱為“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面配套的整理劑,并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


    在各種纖維的針織面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于天然植物提煉出來的原料,以紡織后整理加工的方法,賦予織物具有保濕、清潔、舒適等功能的特性4。


    對于服裝設計較新市場理念而言,2022年世界杯买球根據環境和人體肌膚的氣候關系,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,其整理后的面料對肌膚溫和、滋潤與調節濕度、調理肌膚并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,針織內衣面料經蛋白質改性處理后,具有一定的抗皺性、伸縮性、蓬松性;夏天穿著出汗不粘身;由于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,其加工后面料還有一定的抗菌性。


    2.3.2涼感抗菌整理


    它源自于木糖醇吸收汗汽發生吸熱反應,降低皮膚表面溫度,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,使針織內衣面料經抗老化處理后,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


    它源自于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面料都存在洗可穿性和抗起球性差;穿著洗滌后的彈性拉伸性的衰弱以及容易起皺、多次洗滌以后手感粗糙等現象,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面料穿著性能的特殊樹脂。例如這里推薦拓納化學的BAYPRETNANOPU產品5。


    面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于100nm的納米分散液,由于這種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,在纖維表面和纖維之間形成一層薄膜,賦予面料的拉伸強度高、彈性好、良好的回復角等可改善穿著性能的功效。


    3.應用實例和討論


    3.1吸濕排汗易去污整理


    世界杯买球APP官方下载對目前市場上的部分吸濕排汗易去污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。世界杯买球APP官方下载認為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 各種吸濕排汗易去污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


    親水性聚合物與聚硅氧烷的復配物乳液


    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


    去污能力


    +++


    +


    +++


    ++


    ++


    +


    試驗方法


    試樣面料:100%滌綸針織面料


    使用整理劑用量:10g/l


    浸軋法(軋余率80-90%)——烘干(100℃)——焙固(160℃×1min)


    3.1.1工藝實例


    (1)加工面料:全滌綸雙面珠地網眼布


    (2)工藝流程:染色——烘干——浸軋整理液——定型焙烘。


    (3)浸軋液配方:


    吸濕排汗易去污整理劑HP 10-20克/升


    PH值調節至5-6


    (4)浸軋后焙烘:浸軋后焙烘的溫度一般視面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,降低去污效果。


    (5)測試結果:世界杯正规买球app分別對已經處理過的面料進行初始、水洗5次、水洗10次后各項性能測試,具體內容和結果可見表3。


    表3 水洗后親水吸濕性能測試對比




    未處理


    處理后初始


    處理后水洗5次


    處理后水洗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


    去污能力


    +


    +++


    +++


    +++


    注:處理后的水洗方法按照AATCC的標準水洗方法。


    3.1.2關于吸濕排汗易去污整理效果的檢測方法


    這里根據實踐結果,介紹有關吸濕排汗易去污整理效果的檢測方法,這也是檢驗和控制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,配制紅色染料,將已裁切好的樣品布置入染料于液面下2cm處,觀察10min后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,在距離布面約5mm處將水射在布上,將針筒內之蒸餾水完全射在布面上后開始計時,直到布面上的水滴無鏡面反射為止,計算其時間,布面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的蒸餾水注入布上后秤重W1,將已吸收水份的樣布用夾子夾住晾干,每隔5min秤其重量W2并記錄,計算樣品布的蒸發率(蒸發率=(W1-W2/W1-W0)100%)


    (4)去污能力測試


    配制污物試劑( 醬油 咖啡柳橙汁)或者廢 機油 ,吸取污物試劑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,然后移開重物,拿掉PE膜。用家庭洗滌方式水洗后觀察污物是否去除,來判斷去污能力的好壞。


    3.1.3關于功能性整理生產控制方面的注意事項


    (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,尤其要保證布面的PH值為中性或弱酸性,特別在染色過程中盡量不用含硅消泡劑。


    (2)染色后不進行柔軟處理,不能沾污;以保證整理之前布面沒有柔軟劑及污物,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、軋輥槽洗干凈,以免 設備 上的表面活性劑沾附在布面上影響整理效果。


    (4)稀釋調配工作液溫度應控制在室溫至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干,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表里異機能整理(單防單吸整理加工)


    單防單吸整理加工,主要的加工方式以面料涂層法結合浸軋法來完成,由于考慮到針織面料的織物結構具有彈性又疏松不一的特點,目前國內涂層機刮刀要求的局限,采用涂層法的效果不甚理想,目前世界杯在线买球嘗試在園網印花機上刮印進行表面改質,再利用浸軋法完成另一面的吸濕排汗加工。


    3.2.1在園網印花完成單面刮涂的幾點討論


    (1)選擇涂刮園網的目數:由于根據水性涂層防水漿料的本身特性,其要求覆蓋性好、涂刮層粘著力好且均勻,世界杯买球APP官方下载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)調節涂層漿料的粘度:涂層漿料的粘度程度直接影響到漿料的透網性能和涂膜強力,其次關系到涂膜層的手感好壞,世界杯买球APP官方下载以選擇增稠劑的不同用量來測定漿料的流變性能和涂膜厚薄以及堵網程度等,得出結果,防水涂層漿料的粘度控制在10000-15000mPa·s比較理想。


    3.2.2工藝實例


    (1)加工面料:全滌綸針織平紋面料


    (2)工藝流程:前處理、染色后半成品——防水涂層——烘干——浸軋吸濕排汗——烘干——定型


    (3)加工配方:


    防水涂層面:(采用100目的園網印花完成單面刮涂)


    防水涂層膠 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)


    吸濕排汗面:(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


    軋余率70-80%


    (4)防水涂層面后120℃烘干,較后浸軋吸濕排汗后通過150℃焙烘。


    3.2.3關于防水涂層面的測試方法


    (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分表示織物表面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


    洗后防水防油測試的試樣制備:用家用滾筒洗衣機在40℃下洗20次,然后烘干、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


    這里2022年世界杯买球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)加工面料:40S棉針織珠地網眼布


    (2)工藝流程:前處理、染色及后水洗——特殊功能性整理——烘干、定型


    (3)加工配方:


    改性硅酮親水柔軟劑 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)加工面料: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——烘干、定型


    (3)加工配方:


    染色浴(吸盡):紫外線吸收劑 1-2%


    后整液(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分鐘


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


    (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分鐘


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


    (1)整理之前,世界杯在线买球要求檢查前道加工后纖維上的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,稀釋均勻后再混合使用,調節PH值4.5-5。


    (3)采用吸盡法時,溫度控制在40℃左右,時間為20分鐘。


    (4)采用浸軋法時,浸軋軋余率70-80%,烘干后的定型溫度150-160℃,時間為30-40秒左右。一般面料結構比較稀松的話,建議用兩次定型的方法:軋液低溫烘干;定型拉幅。


    4.結束語


    當今,針織面料功能性整理還處于開發和發展階段,目前對于今后功能性針織面料發展影響較大的因素主要來自于功能性纖維和功能性物質中納米技術的開發,以及面料后整理技術的應用開發。功能性針織面料的發展往往是跨領域的技術應用的結果,今后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面料。


    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〕.臺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 防水透濕織物涂層的新進展 第三屆紡織涂層、復合、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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