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1、免烫(抗皱)整理的技术进步与现状(二)杨栋樑四、免烫整理新工艺现状二十一世纪以来,免烫整理由于适应市场需求, 要开发高支薄型衬衫面料,在传统轧烘焙工艺基础上,陆续开发一些新工艺技术, 现按其先后作简要的介绍于后。(一) 潮交联潮交联是纤维素纤维在部分膨化状态(即织物上含有一定水份的情况 )下,低温时免烫整理剂与纤维素发生交联反应的整理工艺。潮交联工艺能赋予棉织物较好湿抗皱性,中等水平的干抗皱性,而其免烫等级较高；同时, 整理后耐磨性和强力损伤较少,近年来在衬衫面料等薄型高端产品方面的应用,已受到业界同仁们的青睐。但潮交联有工艺流程长,生产效率低(间歇式),工艺难以控制等方面的缺点。由于潮交联工
2、艺生产中应用日益增多,一种连续化新工艺也已问世,兹一一简述于后。1、间歇式潮交联36-39工艺流程：二浸二轧(轧液率 65-75) 烘干(80-90,织物含潮量 8-10, 布温约 30,打卷用塑料膜包裹)温室 25-30 ,转动堆放(16-24hr)水洗中和皂洗(纯矸 10-15gL、洗涤剂 2-3gL,50-60C) 水洗 酸洗(12gL HAC)水洗烘干如需要可再进一步风格化处理(柔软和或予缩)。浸轧液组成：醚化改性 2D(以 40-45有效成份计) 180240gL催化剂 4065 gL( 一般为交联剂量的 2538 ,用量须优化选定)柔软剂 40 gL纤维保护剂 40 gL浸轧液.P
3、H 值 1.5-2.5注意事项：(1)潮交联工艺 ,应选用耐水解的醚化改性 2D 的免烫整理剂品种。例如 Arkofix NDL Liqconc(科莱思)、Fixaprert FR.ECO(巴斯夫)、超低甲醛免烫整理剂 LF(斯恩特精化)、N-BD 潮交联免烫树脂(石家庄联邦科物化工 )等, 以及柔软剂、添加剂等也须耐酸性。(2)影响潮交联整理效果的主要因素是：免烫整理的浓度、堆置的时间和浸轧液的 PH值等。由于各商品整理剂的性能有些差异,应事前做好合适工艺技术条件的优化。例如：超低甲醛免烫整理剂 LF,在 21s21s(27.827.8tex)平布上应用, 经优化试验推荐的技术条件为：LF
4、为 200gL,堆置时间 24hr,浸轧液 PH 值为 2.0(由磷酸调节 ),催化剂用量 30(对 LF 量计)(MgCl26H20)。Fixapret F-ECO 潮交联工艺的优化技术条件是： F-ECO 200gL,堆置时间24hr,以 MgCl26H20 25并加入 1.8M HCI 30 mmolL,推荐烘干温度为 80。(3)由于潮交联浸轧液 PH 值较低,应注意对染料色光影响。2、湿蒸免烫整理原上海第二印染厂科研开发的同志们,在 2003 年上海印染新技术交流研讨会上 ,宣布该厂在自制的湿蒸样机上,已成功开发了湿蒸免烫整理工艺。其实,这是开创了潮交联的连续生产新工艺的先河40-4
5、1。通过 40 多个品种小批量试生产 (以薄型织物为主),有40s、50s、80s 和 120s 平纹和卡其织物 ,其中部分产品经上海英之杰检验公司测试 ,全部产品免烫性达到 3.5 级；经洗涤 5 次后,30产品免烫仍为 3.5 级,40产品免烫为 3.2 级,30产品免烫为 3.0 级,明显比常规工艺(轧-烘-焙)工艺好。湿蒸免烫新工艺已生产高档衬衫面料(如 50s50s,14480 斜纹：80s250s,14476 色织府绸)出口去欧洲。批量生产时,采用科莱思公司快速反应型 Arkofix NEC 及其配套催化剂,保证产品的释放甲醛符合环保要求,又有极好免烫性和耐洗性。湿蒸免烫工艺流程：
6、(42)多浸一轧(轧液率.55-60)湿蒸(130C,湿度 372,3min) 皂煮平洗烘干柔软拉幅防缩浸轧液组成：Arkofix NECCatalyst LT-1Prote Set PlSandoperm CAN强力补强剂 E140-180gL22-28gL20 gL20 gL20 gL整理织物的质量测试结果如下： 80s250s 14472 色织府绸50s50s 14480 斜纹断裂强力 Tw(N) 510260 420220撕破强力 Tw(N) 15 9 10 7.3折皱回复角() 290 280W&W 洗一次次五次(级) 3.8 3.5 3.3 33、连续式潮交联工艺：Econtrol
7、 工艺早在 1995 年 ITMA 展会上推出,在门富士 Thermes 热风烘燥机上进行Levafix 和 Remazol 染料的染色。其原理是：通过控制温湿度来提高化学反应速度,在恒定的湿度的热风中烘干,织物的表面温度比传统烘燥要高, 此染色工艺已获得相当的推广应用。在免烫整理中的扩广应用,国外也开发成 Monforts MXL 工艺或 Econtro1 MXL 工艺,应该说它们与国内自行开发的湿蒸免烫工艺是雷同的。如果说区别的话,则是设定的温度稍有不同而已。其次, 国外对 MXL工艺参数变化对整理产品的影响进行了详细的探索,使工艺基础更为坚实。Monforts MXL 工艺43浸轧烘干(
8、110,3 分钟织物含潮度 5-6,织物温度 20)水洗烘干柔软处理烘干轧光防缩据称,按上述连续潮交联工艺, 织物上残余含潮率与整理产品的抗皱性和断裂张力之间存在如图 2 所示关系。图 2 织物上残余含潮度与抗皱性强力损失的关系连续潮交联工艺流程短和成本有可靠的优势,且其整理产品质量水平与传统潮交联工艺相当或更好,能更好适应市场要求。连续潮交联工艺所使用整理剂、助剂等,与传统潮交联工艺大致相同。115 克平米的衬衫高档面料, 经连续潮交联整理,(即予处理,交联和水洗),巴斯夫推荐所用浸轧液组成如下44：予处理(在拉幅机上浸轧 (轧液率 70),烘干 150(?),烘至织物含潮率 6)60醋酸
9、1m1LEvoSoft HSP 30gL(亲水性有机硅 )EvoSoft VNI 10g/L(改善缝纫洗助剂)溶液 PH 值 4.55.5潮交联：EvoPret RSL 200gL( 低甲醛活性交联剂)EvoPret HSP 10g/LEvoPret Cat KSA 约 80g/L溶液 PH 值 1.3含潮率控制视工艺而定连续水洗：冷水中和(纯碱 10gL 60)中和( 纯碱 2gL,Sera wash M-SF 2gL,80)水性(40)水洗(60醋酸 1gL)水洗烘干后整理：(浸轧烘干与予处理相同 ,以及轧光予缩 )EvoSoft HSP 30gLEvoSoft VNI 30gL溶液 PH
10、(用 60HAC 4.5 5 调节)经上述溶液整理后,织物的主要技术质量达如下水平。传统潮交联 连续潮交联60 冼五次后 ,W&W 等级 3.5 约 3.8断裂强力 CN(纬向) 350 300撕破强力 CN(纬向) 1000 900MXL 工艺整理时 ,织物上残余含潮率对免烫性能的试验表明：含潮率 8.5时,断裂强力最高：含潮率 5.5时,W&W 级最好；含潮率 6.5时, 干折皱回复性比间歇式湿交联高,湿折皱回复性相应,而免烫性能更好些。(二)温和( 或低温)焙烘工艺 温和焙烘工艺,最早是作为前(予)焙烘耐久压烫(PP) 整理工艺的一种改良工艺 ,目的是改善传统工艺的高温焙烘时纤维在干瘪状
11、态下交联,以祈改进交联的分布和提高湿抗皱性,其主要原理采用较强的催化剂,从而使交联能在较低温度(一般为 100120,不超过 130)下完成。目前,此工艺己成功地用于高档薄型全棉免烫衬衫面料和床上用纺织品生产,并有人认为：温和焙烘工艺可能是取代潮交联工艺最有力的侯选对象。著名的巴斯夫公司还以“Advanced Performanes Finishing”(简称 AP 粘理工艺)申请了专利。温和焙烘工艺的工艺流程和所用设备与常规传统轧烘焙完全一样,只是工艺技术参数不同而已。据称：是干交联达到了潮交联整理效果的途径,其优点如下：(1)工艺简单、操作方便、控制容易；(2)良好的干湿折皱同复性和耐洗的
12、 WW 性能；(3)手感舒适柔软：(4)强力损伤较小：(5)织物的释放甲醛达到环保要求( 丝光液氨处理丝光(=未处理)图 9 棉织物 VP 整理的免烫等级与断裂强力(经向)的关系图 10 棉织物 VP 整理断裂强力(经向)与纱线强度(经向)的关系结合甲醛量与 w&w 性能和强力特性的关系 ,如图 1112 所示图 11 棉织物 VP 整理的结合甲醛与免烫等级的关系图 12 棉织物 VP 整理的结合甲醛与织物中纱线强度(经向)的关系由图可知在同一结合甲醛量时(0.85附近),不同前处理对 w&w 性能和断裂强力(经向)的差异,是否由于试样的微细结构不同, 以致甲醛的交联部位和交联结构不同所致。也
13、表明VP 整理要获得良好整理效果前处理的重要性。六、结语(一) 抗皱( 免烫)整理自发明以来, 一直是与交联剂的品种开发结伴同行的 ,而纺织化学整理的科研人员是始终不渝地寻找更合适的交联剂和建立它们与纤维素纤维最优化的处理条件,以祈获得更好的抗皱性能；同时, 不遗余力也选用精细化工产品的柔软剂、润滑剂、弹性体等作为抗皱整理的添加剂,来增进整理效果和清除一些不良的副作用,诸如手感粗糙、强力和耐磨性下降等弊端,不断提高防皱整理织物的实物水平。在研究过的几类交联剂中,以 N-羟甲基化合物为最早,也是研究得更为广泛和深入, 而且现在仍大规模的应用中。它们与纤维素纤维反应生成醚键的共价交联。只是整理织物
14、有释放甲醛问题,己可控制在环保纺织品标准允许的范围之内。其次,是多羧酸类交联剂, 早在二十世纪六十年代就被研究过,九十年代由于引进了磷酸盐类催化剂,极大地提高了交联效率, 再次引人关注,并取得了可喜的进展。它与纤维素纤维反应生成酯链的共价交联；而且整理织物没有释放甲醛之虞,迄今尚未能进入工业化应用的规模。其它,尚有砜类、环氧类等交联剂都曾有过一度商品化,现都是退出抗皱整理领域了。化学整理的科研人员在如何发挥交联剂的最佳效果,可以说进行了极为细致的科学实验。今以 DMDHEU 为例, 按其交联时织物的含水量不同可分为湿态、潮态和干态交联,在潮态和干态中还可分为几种工艺。它们需不同的交联条件和匹配
15、的催化剂,才能取得较理想的整理效果, 其间关系如表 6 所示表 6 织物含水量与交联条什的关系潮 态 干 态 湿态 间 歇 连续 常规 低温温和快速织物含温量 50-80 9-14 4-8 6-7 3 6-8 2焙烘温度 10-30 15-25 25-40 110 140-160 100-130 170-190时间 5-20h 5-20h 5-20h 3min 3-5 min 3 min 15-30sec浸轧液 PH 0.5 0.6-1.0 1.O-2.2 1.3-2.0 5-6 2-4 3.5-5(二) 早期的抗皱( 树脂)整理, 所有的专家们只是指出：初缩体必需在纤维中聚合 (沉积),而不能在纤维外或纤维间聚合,才能提高抗皱性。例如：脲醛初缩体整理的粘胶织物,聚合物在纤维中的位置,可以清楚地由显微镜下的切片和沾色试验来说明76-77,这可能就是抗皱整理的沉积论的由来。人们关注抗皱机理问题是上世纪五十年代才开始的。例如 G.Landells 等人78-80 发现,乙烯类聚合物在纤维内部形成,并不能提高折皱回复角。脲醛和氰醛很可能在纤维素的孔隙中形成树脂；而二羟甲基环脲能与纤维素纤维形成交联81。其实,W.G.Comeron 等人82很早就提出：一切有效的防
