涤纶牛津布硬挺整理工艺探讨
低甲醛硬挺整理剂TF-630属于羟甲基化氨基树脂,主要用于涤纶牛津布等织物的硬挺整理,可赋予整理织物挺括、保型持久、富有弹性等性能.根据织物的轻 薄不同,涤纶牛津布一般被加工成帐蓬、箱包、人造花、广告布等.TF-630可单独使用,也能与、涂层整理剂、阻燃剂等复配使用,达到多功能合一的 应用效果.20世纪90年代以来,许多国家从环保角度出发,对纺织品制定了严格的甲醛释放量标准.我国2003年发布的强制性国家标准GB 18401-2003《国家纺织产品基本安全技术规范》规定:非直接接触皮肤的产品甲醛释放量要低于300×10-6.[1]如何达到理想的硬挺效果,并 有效降低整理后织物的游离甲醛含量,同时减少整理后布面的异味,已经成为重要的研究课题.
1试验
1.1材料及仪器
织物:涤纶牛津布半成品.
药品:防水整理剂TG-528A、催化剂TF-630C、阻燃涂层胶TF-680、非离子渗透剂TF-107A、低甲醛硬挺整理剂TF-630(浙江传化股份),淀粉(市售,自煮成糊).
仪器:PTM-1A型轧车、PT-2A型热风拉幅机(日本),MP1100B型电子天平(上海精科天平),SF-300型测色仪(美国datacolor),LCK-01型织物硬挺度测定仪(山东纺机),Y(B)813型织物沾水度测试仪(温州大荣).
1.2整理工艺
织物准备→浸轧(低甲醛硬挺整理剂TF-630)→焙烘→回潮→测试.
1.3测试标准[2]
硬挺度参考GB/T 18318-2001《纺织品织物的弯曲长度的测定》执行,以抗弯长度来表示,抗弯长度值越大,布面越硬,反之,布面越软;甲醛含量参照GB/T2912.1-1998执行;布面异味:根据多个专业人员闻布面的结果为评价依据.
2结果与讨论
2.1影响整理效果的因素
2.1.1催化剂TF-630C用量
工艺条件:浸轧(轧液率约95%)→焙烘(180℃,60s)→回潮→测试.
从表1~表3可看出,TF-630C用量应控制在一定范围内.随着TF-630用量的变化,TF-630C用量也应相应调整.原因是合适的催化剂用量可使 TF-630在较短时间内充分反应,有效控制游离甲醛含量.如果催化剂用量偏小,会使反应不充分,导致游离甲醛含量增加.而催化剂用量偏大,则会使反应朝 逆向进行,造成TF-630水解,游离甲醛含量也增加.TF-630C作为TF-630的催化剂,在配制时已充分考虑其化学反应活度(催化力),活度大可 降低焙烘温度或缩短焙烘时间,完成交联作用.结合工厂应用情况,一般轻浆(TF-630 10~30 g/L)催化剂TF-630C用量为12.5%~25.0(对TF-630质量,下同);中浆(TF-63030~50g/L)为 12.5%~20.0%;重浆(TF-630大于50 g/L)为10.0%~16.7%.
2.1.2焙烘温度
工艺条件:浸轧(TF-630 50 g/L,TF-630C 10%,轧液率约95%)→焙烘(60 s)→回潮→测试.
从图1、图2和表4可以看出,随着焙烘温度的升高,布面硬挺度明显增加,甲醛含量随之减小,当焙烘温度升至210℃时,焙烘后布面有轻微的异味出现.结合工厂应用情况,建议工厂将焙烘温度设定在190~200℃.
2.1.3焙烘时间
工艺条件:浸轧(TF-630 50 g/L,TF-630C为20%,轧液率约95%)→焙烘(180℃)→回潮→测试.
从图3、图4和表5可以看出,随着焙烘时间的延长,布面硬挺度增加明显,甲醛含量也随之减小,但焙烘时间延长至120 s时,布面有轻微的异味出现.结合不同焙烘温度产生的布面效果,分析原因后得出:焙烘温度过高,时间过长,易在TF-630反应时产生三甲胺 [(CH3)3N],而使整理的织物有鱼腥臭.[3]因此,整理时,在提高焙烘温度的同时,可相应减少焙烘时间,或在降低焙烘温度的同时相应地增加焙烘时 间,都能达到比较理想的应用效果.结合工厂实际,单位面积质量<100 g/m2的织物,建议采用80~110 m/min车速;单位面积质量100~200 g/m2的织物,建议采用70~90 m/min车速;单位面积质量>200 g/m2的织物,建议采用60~70 m/min车速.
2.1.4不添加催化剂
工艺条件:浸轧(轧液率约95%)→焙烘(180℃,60s)→回潮→测试.
从图5、图6和表6可以看出,在常规工艺条件下,单独用TF-630进行整理时,TF-630用量越多,布面游离甲醛含量越高,布面异味也越重,而硬挺度 提高不明显.原因是虽然TF-630在高温、红外线等作用下,不需固化剂也能固化完全,但需要较长的反应时间,在工厂的常规工艺条件下,TF-630反应 很不完全.所以,建议工厂在采用TF-630整理的同时选用合适的催化剂,使TF-630在较短时间内固化完全.
2.2与其他助剂的复合整理
2.2.1非离子渗透剂TF-107A
工艺条件:预防水(防水度达到60~70分,轧液率33%)→浸轧(TF-630 30 g/L,TF-630C 20%)→焙烘(180℃,60 s)→回潮→测试.
由图7、图8可以看出,在织物渗透性比较差的前提下,添加非离子渗透剂TF-107A能加快工作液渗入织物,明显提高布面带液率,增加布面硬挺度.TF-107A用量控制在1~3 g/L即可.
2.2.2淀粉糊
工艺条件:浸轧(TF-630 30 g/L,TF-630C 20.0%)→焙烘(180℃,60 s)→回潮→测试.
由图9可以看出,添加淀粉糊能明显提高布面硬挺度.添加淀粉糊30 g/L时,所化糊料冷却后放置12h即呈现果冻状,影响使用效果.添加20 g/L时,冷却后可放置168 h(7个工作日)左右.建议添加淀粉糊10~20 g/L.如加工白色织物,考虑到淀粉糊在湿气较重的环境中易产生霉点,需谨慎使用.
2.2.3涂层胶
工艺条件:调浆→刮涂→焙烘(170℃,60 s)→评价.
由表7可以看出,涂层胶中添加少量TF-630,可以明显提高涂层后织物的耐搓牢度.
2.2.4与同浴整理
工艺条件:浸轧→焙烘(180℃,60 s)→回潮→测试.
添加TF-630对防水效果的影响见表8,添加TF-630对防水效果和布面硬挺度的影响见表9.
由表8和表9可看出,少量TF-630加入中,可作为交联剂,提高的耐洗牢度.建议TF-630用量3~5 g/L,TF-630C 1 g/L.增加TF-630用量,可以明显改善织物的硬挺度,且不影响防水效果.建议工厂在加工有防水硬挺要求的织物(如帐篷)时,可防水硬挺同浴整理,缩 短工艺流程.
2.3工厂大生产
(1)试样单位台州某印染厂,织物品种墨色涤纶牛津布,定形温度200℃,定形车速80 m/min,TF-630 36g/L,TF-630C 7.2 g/L,整理后织物抗弯长度37.6 mm,布面游离甲醛含量59.9×10-6.
(2)试样单位吴江某单位,织物品种红色牛津布,定形温度200℃,定形车速100 m/min,TF-630 100 g/L,TF-630C 10 g/L,整理后织物抗弯长度78.9 mm,布面游离甲醛含量286×10-6.
3结论
(1)硬挺整理剂TF-630适用于涤纶牛津布,整理过程中,当ρ(TF-630)=10~30 g/L时,w(TF-630C)=12.5%~25.0%;当ρ(TF-630)=30~50 g/L时,w(TF-630C)=12.5%~20.0%;当ρ(TF-630)大于50 g/L时,w(TF-630C)=10.0%~16.7%.控制焙烘温度为190~200℃.焙烘时间
应根据织物的单位面积质量进行调节,当织物单位面积质量小于100 g/m2时,采用80~110 m/min车速;当织物单位面积质量为100~200 g/m2时,采用70~90 m/min车速;当织物单位面积质量大于200 g/m2时,采用60~70 m/min车速.
(2)硬挺整理剂TF-630用于加工初期渗透效果差的织物时,可添加1~3 g/L非离子渗透剂TF-107A,能明显提高织物的轧液率,提高整理后织物硬挺度;添加10~20 g/L淀粉糊,能明显提高整理后织物硬挺度;TF-630能与同浴整理,少量TF-630作为交联剂添加于中,可提高的耐洗牢度 [ρ(TF-630)=3~5 g/L,ρ(TF-630C)=1 g/L].增加TF-630用量,可以明显改善织物的硬挺度,同时不影响防水效果;阻燃涂层胶中添加TF-630 20 g/L时,可明显提高涂层后织物的耐搓牢度.
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