对人体有防护和保健功能的纺织品,近年来需求量逐年增加。2008年上半年,本公司接到了一家客户订单,生产了一批用于国外空军地勤的工装面料。该面料为涤盖棉机织物,要求抗静电,以防止摩擦而发生静电,起火星,保障机场和地勤人员的安全,同时要求产品“三防”(防水、防油、防污)。

1　试验

1.1　试验材料

织物　200D×59 tex 108根/10 cm×58根/10 cm160 cm涤盖棉机织物(45/55)。

主要药剂　三防整理剂HPC-1和HPC-4,抗静电整理剂QC-1471(石家庄联邦科特化工有限公司)。

1.2　测试

抗静电性能　按GB/T12703—1991《纺织品静电测试方法》。

防水性能　按ISO 9865: 1991《纺织品用邦迪斯门雨淋试验对织物拒水性的测定》。

防油性能　按AATCC 118-2007《防油性:耐碳化氢化合物试验》。

易去污性能　按AATCC130-2000《去污性:油渍清除法》。

2　生产工艺

2.1　产品要求

产品颜色为红色。客户对该产品提出的防护整理指标要求如下:

防静电　初始表面比电阻≤109Ω;洗10次表面比电阻≤1010Ω

防水　初始90分以上;洗10次80分

防油　初始6级;洗10次3级

防污　初始5级;洗10次3级

根据产品要求,我们制定了以下生产工艺。

2.2　工艺流程

翻缝→打卷→退煮漂→丝光→分散染涤→活性染棉→抗静电加三防同浴整理→检验入库

2. 2. 1　退煮漂工艺

处方/(g/L)

H2O2　　　　　　　　　8

水玻璃 10

NaOH 3

精练剂 5

工艺　升温(2道, 30 min)→退煮漂(6道, 98~100℃×90 min)→热洗4道(70~80℃×60 min)→冷洗(2道, 30 min)→打卷

设备　全自动大卷装卷染机

2. 2. 2　丝光

工艺　进布→直辊轧碱(浓度180 g/L,室温)→布铗(五冲五吸, 70~80℃)→直辊洗碱(70~80℃→五格蒸洗去碱(85~90℃)→烘干落布设备　180布铗直辊联合高速丝光机

2. 2. 3　分散染料染涤

染色处方/(g/L)

分散红GS 38

分散红BS 20

扩散剂NNO 2

代用酸 1

工艺　进布→浸轧分散染料(轧液率70% )→热风预烘(70~100℃)→单柱烘干→焙烘(210℃×40 s)→浸轧还原液(NaOH 20 g/L,保险粉20 g/L)→汽蒸[(100~102)℃×60 min]→冷洗→热洗→烘干落布

设备　均匀轧车、热溶连续染色机(热风打底机+焙烘机),还原皂洗机。

2. 2. 4　活性染料套染棉

染色/(g/L)

活性红CES 64

活性黄CES 33

固色/(g/L)

元明粉 200

纯碱 20

NaOH(片碱) 6

工艺　进布→浸轧活性染料(轧液率70% )→热风预烘(70~100℃)→单柱烘干→J型箱落布→进布→浸轧固色液→汽蒸[(100~102 )℃×60 s]→冷洗→皂洗(85~90℃)→热洗(70~80℃)→冷洗→烘干落布

设备　均匀轧车、连续轧染联合机(热风打底机+还原皂洗机)

2. 2. 5　抗静电三防同浴整理处方/(g/L)

三防整理剂HPC-4 20

三防整理剂HPC-1 60

抗静电剂QC-1471 30

醋酸 2

工艺　进布→浸轧抗静电及三防整理剂(轧液率70% )→热风预烘(70~100℃)→单柱烘干→热定形(180℃×40 s)→落布

设备　均匀轧车、热风打底机、热定形机

3　讨论

3.1　抗静电整理剂的选择

涤纶纤维由于吸湿性差,极易产生静电。赋予纺织品抗静电性能的方法有很多,使用抗静电剂是其中一种比较简单的方法。目前,多数抗静电剂通过吸收空气中的水分,以提高织物的导电性而消除静电。其抗静电性能还与环境的湿度有关,因此,当相对湿度较低时,会对抗静电性能产生较大影响。

在选择抗静电剂的试验中,笔者曾采用抗静电剂AS-1 30/L和AS-7 30/L同浴整理。这两个整理剂单用时抗静电效果较好(表面比电阻≤108Ω),但与三防整理剂同浴或两浴整理中,对防水和防油性能影响很大,故不宜选用。

经试验,最终选用抗静电剂QC-1471,用量为30 g/L。单用时,表面比电阻≤108Ω,可与三防整理剂同浴,但对防水、防油效果有一定的影响。

3.2　三防整理剂的选择

涤盖棉织物在空气介质中临界表面张力(纤维素纤维为200 dyn/cm,涤纶为43 dyn/cm)大于水的表面张力(72 dyn/cm),远大于油污的表面张力(20 ~40 dyn/cm),因此,在服用过程中无防水性能,也会被油污沾污。

全氟碳化合物整理剂表面张力为10~16 dyn/cm,织物经其整理高温焙烘后,氟碳化合物在纤维表面发生化学交联,形成连续薄膜,使含氟基团在纤维表面排列指向空气,从而降低了纤维表面的能量,使纤维表面张力降低至16 dyn/cm以下,小于水和油污的表面张力,而赋予织物以拒水拒油的性能。

但是,三防整理与抗静电整理本质上是矛盾的。如前所述,防静电整理剂是通过吸收空气中的水分,提高织物的导电性能而消除静电,而三防整理是通过降低纤维表面张力,使其低于水、油污的表面张力,即使织物含湿量降低。为此,我们在选定抗静电整理剂后,通过工艺优化并适当增加三防整理剂用量,以达到所需的性能指标。

试验中,曾选用三防整理剂HPC-1与抗静电剂QC-1471同浴整理,防水效果影响较大。因此,又加选三防整理剂HPC-4,它单防水效果好,手感柔软,较为理想,并可与三防整理剂HPC-1及抗静电剂QC-1471同浴。

3.3　产品指标

色牢度全部达标,防静电性能和三防性能达到客户要求。

4　结论

(1)织物的抗静电功能通过整理剂吸收空气中的水分而达到,三防整理则降低纤维表面张力,两者整理效果会相互影响。选择合适的抗静电整理剂和三防整理剂,通过优化工艺,可使各项功能指标达到客户要求。

(2)采用抗静电整理剂QC-1471与三防整理剂HPC-4和HPC-1同浴工艺,整理工艺为:抗静电整理剂QC-1471 30 g/L,三防整理剂HPC-4 20 g/L,HPC-160 g/L,醋酸2 g/L,焙烘条件180℃×40 s。