滌綸機(jī)織面料吸濕排汗整理工藝研究

滌綸機(jī)織面料吸濕排汗整理工藝研究

絲綢是最大的化學(xué)纖維。具有斷裂強(qiáng)、耐腐蝕性好、耐光性、耐日光浴、耐霉等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于紡織和服裝行業(yè)。然而滌綸的回潮率極低（公定回潮率僅0.4%），人體穿著滌綸面料的服裝時(shí)，汗液不易排出，從而降低了其服裝的穿著舒適性。因此，改善滌綸面料吸濕排汗性能是提高其制品人體穿著舒適性的關(guān)鍵。目前吸濕排汗纖維主要是通過(guò)改變纖維橫截面形狀的方式來(lái)獲得，如：英威達(dá)開(kāi)發(fā)的四管狀的Coolmax纖維；臺(tái)灣遠(yuǎn)東公司生產(chǎn)的具有十字截面、4個(gè)溝槽的Topcool纖維；韓國(guó)曉星公司研發(fā)的把孔隙做成像“苜蓿草”的四葉子形的Aerocool纖維；日本東洋紡開(kāi)發(fā)的一種“Y”形截面的吸濕排汗Cooldry纖維，等等，然而這些異形纖維較粗，手感不夠柔軟，且染色性能較差。通過(guò)對(duì)滌綸纖維進(jìn)行吸濕排汗改性整理也可提高滌綸織物的吸濕排汗性能，且這種方法工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，成為學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)。陳永邦等采用親水整理劑SE與AEM5700復(fù)配的方式提高了滌綸織物的親水性和導(dǎo)濕排汗能力，液態(tài)水動(dòng)態(tài)傳遞綜合指數(shù)高達(dá)0.7102AquasoftQQ-N吸濕排汗整理試劑是以脂肪酸聚乙二醇酯為基礎(chǔ)的化合物，具有優(yōu)良的乳化力、抗靜電、懸浮性、分散性和潤(rùn)滑性，廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域1吸濕排汗紡織品紡織品吸濕能力的高低可反映其吸附氣相水分子能力的強(qiáng)與弱，吸濕能力強(qiáng)，說(shuō)明其具有吸附人體與服裝間微氣候內(nèi)部氣相水分子的能力，此類紡織品穿著較為舒適。紡織品的吸濕性能取決于比表面積的大小、孔隙率的高低、親水基團(tuán)的多少與極性強(qiáng)弱等方面，比表面積越大、孔隙率越高、親水基團(tuán)越多且極性越強(qiáng)，則制品吸濕性能就越好。紡織品排汗能力的高低可反映其傳遞液相水能力的強(qiáng)與弱，排汗能力強(qiáng)的紡織品可將人體表液相汗水快速傳遞于織物外表面，有利于汗水的蒸發(fā)，進(jìn)而提高此類紡織品的穿著舒適度。紡織品排汗能力的高低主要由孔隙結(jié)構(gòu)和比表面積決定，比表面積越大、孔隙率越高，則其排汗能力就越強(qiáng)。一般吸濕排汗紡織品主要是通過(guò)增大孔隙和提高比表面積來(lái)獲得，對(duì)于滌綸吸濕排汗制品，則多采用纖維異形化、細(xì)旦化及纖維集合體內(nèi)部纖維配置差異化來(lái)制備。本文擬采用吸濕排汗整理劑對(duì)滌綸機(jī)織面料進(jìn)行整理，根據(jù)上述理論分析可知，整理后面料中的滌綸纖維表面將形成由吸濕排汗整理劑構(gòu)筑的粗糙親水界面，其潤(rùn)濕機(jī)理示意圖見(jiàn)圖1。從理論上來(lái)說(shuō)，吸濕排汗整理劑可有效提高液相水的潤(rùn)濕性能，同時(shí)可在一定程度上提高制品吸附氣相水分子的能力，從而提高滌綸機(jī)織面料吸濕排汗能力。在整理工藝中，濃度、時(shí)間、溫度對(duì)粗糙親水界面會(huì)有較大影響，因此，本文將圍繞濃度、時(shí)間、溫度對(duì)滌綸機(jī)織面料吸濕排汗性能的影響展開(kāi)研究。2實(shí)驗(yàn)2.1材料、試劑與儀器吸濕排汗整理試劑（AquasoftQQ-N，科凱精細(xì)化工（上海）有限公司）、滌綸機(jī)織面料（16×16×696×443）、硫酸（分析純，天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司）、去離子水（實(shí)驗(yàn)室自制）。2.2吸濕排汗整理采用浸軋法配置吸濕排汗整理試劑濃度分別為5g/L、10g/L、15g/L、20g/L的整理液，在pH值為5、軋余率為70%的條件下，在NSHS-1型Mathis小樣定型機(jī)上，采用一浸一壓法對(duì)織物進(jìn)行整理，經(jīng)不同溫度（120℃、130℃及140℃）、不同時(shí)間（1min、2min及3min）的烘焙處理后完成吸濕排汗整理。2.3表與測(cè)試2.3.1整理前后滌綸機(jī)織面料結(jié)構(gòu)功能的變化采用BrukerTENSOR37紅外光譜儀觀察整理前后滌綸機(jī)織面料中纖維大分子結(jié)構(gòu)的變化情況，測(cè)定光譜的范圍為4000～450cm2.3.2形態(tài)特征采用形狀激光顯微鏡（Keyencevk-x110）觀案并記錄整理前后滌綸機(jī)織面料中纖維界面的形態(tài)特征。2.3.3織物動(dòng)態(tài)傳遞綜合指數(shù)依據(jù)GB/T21655《紡織品吸濕速干性的評(píng)定》中的相關(guān)判定方法、動(dòng)態(tài)水分傳遞法，分別測(cè)試樣品的浸潤(rùn)時(shí)間、吸水速率、最大潤(rùn)濕半徑、液態(tài)水傳遞速率、單項(xiàng)傳遞指數(shù)及液態(tài)水動(dòng)態(tài)傳遞綜合指數(shù)，以表征面料的吸濕排汗性能。其中：浸潤(rùn)時(shí)間是織物的上下表面剛開(kāi)始被潤(rùn)濕的時(shí)間段；吸水速率反映織物對(duì)液態(tài)水轉(zhuǎn)移的速度；最大潤(rùn)濕半徑影響織物的干燥性能，具有較高濕潤(rùn)半徑的織物，其干燥性能較好；液態(tài)水傳遞速率反映織物液態(tài)水在其平面內(nèi)向外運(yùn)動(dòng)的能力，其值越高，織物快吸能力越強(qiáng)；單向傳遞指數(shù)反映了織物兩個(gè)表面在單元測(cè)試時(shí)間內(nèi)累積含水量的差異情況，其值越大，織物兩個(gè)表面水分傳輸能力越強(qiáng)；液態(tài)水動(dòng)態(tài)傳遞綜合指數(shù)反映織物對(duì)液態(tài)水分運(yùn)輸?shù)恼w管理能力，其值越高，表明織物水分輸送能力越強(qiáng)。3結(jié)果與分析3.1紅外光譜經(jīng)吸濕排汗整理劑整理前后滌綸纖維紅外光譜譜圖見(jiàn)圖2。由圖2可以看出，整理后的滌綸纖維，在3460cm3.2纖維表面粗糙度經(jīng)不同濃度整理劑整理后滌綸機(jī)織面料纖維界面形態(tài)見(jiàn)圖3。由圖3可以看出，未整理的滌綸機(jī)織面料中纖維表面光滑，整理后的纖維表面較未整理的粗糙，且濃度不同纖維界面粗糙程度也不同。說(shuō)明整理后的滌綸機(jī)織面料中纖維粗糙界面已構(gòu)筑成功，結(jié)合紅外光譜譜圖分析可知，該粗糙界面的形成主要是由吸濕排汗整理劑的黏附所致。3.3整理劑整理后織物吸濕排汗相關(guān)指標(biāo)濃度的高低直接影響整理劑附著于纖維集合體的量，進(jìn)而決定其制品吸濕排汗性能的強(qiáng)弱。在溫度為120℃、處理時(shí)間為1min時(shí)，考察經(jīng)濃度分別為5g/L、10g/L、15g/L及20g/L的吸濕排汗整理劑整理后織物吸濕排汗相關(guān)指標(biāo)，見(jiàn)圖4。由圖4可以看出，經(jīng)吸濕排汗整理劑整理后的滌綸面料，吸水速率和最大潤(rùn)濕半徑均隨濃度的增加而增加，這主要是由于吸濕排汗整理劑在滌綸纖維表面構(gòu)筑了粗糙親水界面，液態(tài)水接觸到滌綸纖維表面后會(huì)迅速鋪展開(kāi)，并沿纖維表層不斷傳遞，濃度越高，纖維界面吸濕排汗整理劑附著得越多，平鋪式傳遞便越快。但是濃度過(guò)高，纖維界面吸濕排汗整理劑附著得太多，會(huì)不利于保持纖維集合體中的孔隙結(jié)構(gòu)，從而影響浸潤(rùn)時(shí)間、液態(tài)水傳遞速率、單項(xiàng)傳遞指數(shù)及液態(tài)水動(dòng)態(tài)傳遞綜合指數(shù)。綜合分析圖4可知，濃度為15g/L最佳，對(duì)應(yīng)的液態(tài)水動(dòng)態(tài)傳遞綜合指數(shù)達(dá)0.564，較原布提高了15.6%。3.4織物吸濕排汗性能溫度高，溶液中分子動(dòng)能高，分子運(yùn)動(dòng)較活躍，利于織物滌綸纖維吸附吸濕排汗整理劑，同時(shí)也為吸濕排汗整理劑與滌綸分離提供了能量。因此，本文考察了溫度為120℃、130℃及140℃時(shí)整理劑對(duì)織物吸濕排汗性能的影響。整理劑濃度為15g/L，處理時(shí)間1min，不同溫度下，滌綸織物吸濕排汗性能相關(guān)指標(biāo)見(jiàn)圖5。由圖5可以看出，經(jīng)吸濕排汗整理劑整理后的滌綸面料，浸潤(rùn)時(shí)間、吸水速率、最大潤(rùn)濕半徑、液態(tài)水傳遞速率、單項(xiàng)傳遞指數(shù)及液態(tài)水動(dòng)態(tài)傳遞綜合指數(shù)在溫度為130℃時(shí)均達(dá)到最佳值，其中液態(tài)水動(dòng)態(tài)傳遞綜合指數(shù)達(dá)0.571，較原布提高了16.6%。說(shuō)明在120～130℃范圍內(nèi)，升溫有利于滌綸纖維吸附吸濕排汗整理劑，在130～140℃范圍內(nèi)，升溫卻為吸濕排汗整理劑與滌綸分離提供了能量。因此，在濃度為15g/L、處理時(shí)間為1min、溫度為130℃時(shí)，吸濕排汗整理劑整理的滌綸織物吸濕排汗性能最佳。3.5織物吸濕排汗性能時(shí)間長(zhǎng)短在某種程度上決定了溶液中吸濕排汗整理劑與纖維界面接觸概率的高低，適當(dāng)延長(zhǎng)處理時(shí)間有利于改善織物的吸濕排汗性能。在濃度為15g/L、溫度為130℃時(shí)，考察處理時(shí)間分別為1min、2min及3min時(shí)整理劑對(duì)滌綸織物吸濕排汗性能的影響，不同時(shí)間下滌綸織物吸濕排汗相關(guān)指標(biāo)見(jiàn)圖6。由圖6可以看出，整理后滌綸面料的浸潤(rùn)時(shí)間、吸水速率、最大潤(rùn)濕半徑、液態(tài)水傳遞速率、單項(xiàng)傳遞指數(shù)及液態(tài)水動(dòng)態(tài)傳遞綜合指數(shù)均在時(shí)間為2min時(shí)達(dá)到最佳值，其中液態(tài)水動(dòng)態(tài)傳遞綜合指數(shù)達(dá)0.576，較原布提高了17.4%。這說(shuō)明時(shí)間在1～2min范圍內(nèi)，延長(zhǎng)處理時(shí)間有利于滌綸纖維吸附吸濕排汗整理劑，時(shí)間在2～3min范圍內(nèi)，延長(zhǎng)處理時(shí)間利于吸濕排汗整理劑與滌綸纖維的解吸附。因此，在濃度為15g/L、溫度為130℃、處理時(shí)間為2min時(shí)，經(jīng)吸濕排汗整理劑整理后滌綸織物的吸濕排汗性能最佳。4吸濕排汗整理劑(1）滌綸機(jī)織面料經(jīng)吸濕排汗整理后，其纖維表面形成由吸濕排汗整理劑構(gòu)筑的粗糙親水界面，有效地提高了液相水的潤(rùn)濕性能