DM-3090棉織物抗紫外線整理劑的工藝優化

牟行翠，習智華

(西安工程大學紡織與材料學院，陜西西安710048)

DM-3090棉織物抗紫外線整理劑的工藝優化

牟行翠，習智華

(西安工程大學紡織與材料學院，陜西西安710048)

探討影響棉織物抗紫外線整理劑工藝優化因素.以整理后織物性能測試的數據為依據，優化出防紫外線整理劑DM-3090整理純棉織物的工藝條件.結果表明，DM-3090整理棉織物的工藝條件為：DM-3090 100g/L，粘合劑140g/L，滲透劑DM-1238 8g/L，柔軟劑FR-6 12g/L，焙烘溫度140℃，焙烘時間2min.

純棉織物;DM-3090;抗紫外線;工藝優化

0 引言

天然纖維UPF值較低，服用時不能很好地保護人體受到來自紫外線的傷害.長時間的紫外線照射使得人體發生一系列機能轉變損害健康［1-2］.為了防止紫外線對人體皮膚的傷害，人們已經開始考慮面料及服裝的抗紫外線性能［3-4］.目前織物的抗紫外整理是在織物上施加一種紫外線吸收劑，該紫外線吸收劑能有效地吸收紫外光并能將其能量轉化成熱能或可見光釋放［5-7］.DM-3090是一種棉織物抗紫外線整理劑，對280～320nm的紫外線有顯著的吸收效果且持久性好.

織物進行抗紫外線整理一般都在后整理中進行.本文通過后整理將抗紫外線整理劑DM-3090整理到純棉織物上，使得被整理棉織物反射或吸收紫外線的功能加強，防止棉纖維因日光照射發生降解而脆損.而且通過優化整理工藝，可使棉織物在具有較好的抗紫外線效果的同時，保持其他方面的優異性能.

1 實驗

1.1 材料與儀器

(1)織物純棉織物(40s×40s，110×90根/10cm).

(2)儀器101型電熱鼓風干燥箱(北京科偉永興儀器有限公司)，FA1004型電子天平(上海良平儀器儀表有限公司)，MV505T型軋車(北京紡織機械研究所)，HD026N電子織物強力儀(南通宏大實驗儀器有限公司)，HD902C紫外線分光光度計(上海天美科技儀器有限公司)，UV-VIS8500紫外可見分光光度(上海天美科學儀器有限公司)，WSB-3A智能式數字白度計(寧波紡織儀器廠)，LA-205熱定型機(日本株式會社).

(3)試劑棉織物抗紫外整理劑DM-3090(廣東德美精細化工股份有限公司)，紡織品丙烯酸類粘合劑(自制)，紡織品滲透劑DM-1238(廣東德美精細化工股份有限公司)，紡織品柔軟劑FR-6(河北清河多維康助劑有限公司).

1.2 實驗方法

1.2.1 工藝過程二浸二軋(軋余率70%～80%)→預烘(80℃，2min)→焙烘(130～180℃，0～5min).

1.2.2 實驗處方純棉織物抗紫外線整理劑DM-3090(40～130g/L);織物粘合劑丙烯酸(80～180g/L);織物柔軟劑FR-6(3～18g/L);織物滲透劑DM-1238(2～12g/L).

1.3 測試方法和標準

1.3.1 紫外線防護系數(UPF)抗紫外線效果測定按照GB/T18830—2009《紡織品防紫外線性能的評定標準》進行測試評定.

1.3.2 強力根據GB/T 3923.2—1998《紡織品織物拉伸性能第2部分斷裂強力的測定抓樣法》進行測試.

1.3.3 柔軟性同組實驗的織物，分別請5位測試員進行手感測試，評定結果(相對于原樣)可分為柔軟、較軟、一般、較硬和硬等5個級別.

1.3.4 白度利用WSB-3A智能式數字白度儀進行測試.

1.3.5 皂洗皂粉4g/L，Na2CO32g/L，30℃條件下按浴比為50∶1處理試樣5min，在流動冷水中沖洗干凈、晾干.

2 結果與討論

2.1 DM-3090用量的影響

對整理劑進行用量的確定是有效利用整理劑的一種途徑，在粘合劑用量80g/L，柔軟劑6g/L，滲透劑2g/L，預烘溫度80℃，時間2.5min，焙烘溫度130℃，時間3min的條件下改變整理劑用量，得出整理劑DM-3090的用量對棉織物抗紫外線效果的影響，結果見表1.

表1 DM-3090用量對棉織物UPF值的影響

從表1可以看出，整理劑較小時，隨著整理劑濃度的增大，棉織物UPF值增大，織物抗紫外線效果增加，整理劑濃度超過110g/L后，UPF值隨整理劑濃度的增加開始減小，織物抗紫外效果隨之下降.棉織物強力隨整理劑濃度的增大呈現先增大后減小的變化規律，白度、手感等物理性能隨著整理劑濃度的增加逐漸變差.

根據防紫外整理劑的原理，整理劑大多以薄膜的形式附在織物上，在一定范圍內增加整理劑用量，能增加被整理織物對紫外線的散射、反射及吸收作用，但隨著整理劑濃度達到合適用量后，過多的整理劑不但會嚴重影響織物的手感，還會導致整理效果下降，而且整理劑進入纖維后，部分會和纖維反應，產生應力集中現象，影響織物物的強力.所以綜合考慮整理效果及白度、強力等物理性能，選擇DM-3090整理純棉織物的最佳濃度為100g/L.

2.2 粘合劑用量的影響

確定整理劑用量100g/L，其余工藝條件與2.1中所述一樣的情況下，改變粘合劑用量，被整理織物的性能變化見表2.

表2 粘合劑濃度對織物UPF值的影響

從表2可以看出，隨著粘合劑濃度的增大，棉織物的UPF值在逐漸增加，可能是因為隨著粘合劑濃度的增加，附著在織物上的整理劑增多，被整理織物對紫外線的散射、反射及吸收作用增加.但織物白度隨粘合劑濃度的增大呈減小趨勢，手感隨粘合劑的增加逐漸變差，甚至僵硬，斷裂強力隨粘合劑用量的增加而減小，這主要是由于粘合劑在纖維上形成連續的薄膜，或與纖維反應連接纖維，使其受到外力時相互滑移的程度減弱，產生應力集中現象，從而降低織物物的強力.粘合劑多到一定值時織物甚至會出現黏感，斷裂強力嚴重下降.綜合考慮整理后棉織物的白度、UPF值等，得出粘合劑的最佳用量為140g/L.

2.3 滲透劑用量的影響

確定出整理劑用量100g/L，粘合劑用量140g/L，其他條件同2.1所述，得出滲透劑用量對織物性能的影響結果見表3.

從表3可以看出，隨滲透劑的濃度增加，棉織物UPF的值有增大的趨勢，但增大的效果不明顯.織物白度隨著滲透劑用量的增加而減小.滲透劑的主要作用就是滲透進織物中，把織物中的空氣分子用液體分子取代掉，充分的潤濕織物.當然在此過程中，少許整理劑分子也會跟隨滲透劑進到織物中，提高織物整理效果;同時也影響了織物的白度和手感.由表3可知滲透劑用量的最佳工藝為8g/L.

2.4 柔軟劑用量的影響

確定出整理劑用量100g/L，粘合劑用量140g/L，滲透劑用量8g/L，焙烘時間溫度同2.1所述，改變柔軟劑用量，被整理織物UPF值隨柔軟劑用量的變化結果見表4.

從表4得出隨著織物柔軟劑的增加，織物的UPF值總體呈現略微增大的趨勢，但是變化不大，在柔軟劑用量為6g/L時，UPF值最小，但是被整理織物的白度最大，手感較柔軟，當柔軟劑用量為12g/L時，被整理織物的手感柔軟，UPF值為42.9.當柔軟劑用量達到12g/L后，UPF值為43左右基本不發生變化.結合棉織物UPF值和白度的變化，并在促進織物手感的條件下，選擇柔軟劑的最佳用量為12g/L.

2.5 焙烘溫度的影響

確定出整理劑用量100g/L，粘合劑用量140g/L，滲透劑用量8g/L，柔軟劑用量12g/L，改變焙烘溫度被整理棉織物UPF值的變化見表5.

表3 滲透劑濃度對棉織物UPF值的影響

表4 柔軟劑用量對棉織物UPF值的影響

從表5可以看出，隨著焙烘溫度的升高，織物的抗紫外整理效果呈現先增大后減小的趨勢，在140℃時被整理織物的UPF值為41.1，相對最高;當焙烘溫度繼續增加到160℃時，被整理織物的UPF值為35.2，相對最小.焙烘溫度從120℃到170℃，被整理織物的白度隨著焙烘溫度的升高而逐漸下降.

溫度是影響織物整理的重要工藝條件之一.溫度高，纖維分子及發色體系容易遭到破壞，織物的強力、白度等物理性能受到較大影響;溫度低，整理劑分子不能較好的整理到纖維上，整理不能達到免疫的效果.綜合各項性能選焙烘溫度為140℃為最佳.

2.6 焙烘時間的影響

確定出整理劑用量100g/L，粘合劑用量140g/L，滲透劑用量8g/L，柔軟劑用量12g/ L，焙烘溫度140℃，不同焙烘時間對織物UPF值的影響結果見表6.

從表6可以看出，焙烘時間從0～2min時棉織物的UPF值基本呈上升趨勢，當焙烘時間為2min時，被整理織物的UPF值相對最大為40.2，當焙烘時間大于3min，棉織物UPF值開始減小，焙烘時間為5min時UPF值最小，可見過分延長焙烘時間對棉織物抗紫外線的整理效果不利.白度隨著焙烘時間的增加而減小，所以綜合考慮被整理織物UPF值和白度兩個因素，選擇焙烘時間為2min為宜.

2.7 DM-3090最佳工藝整理后棉織物的性能

表5 不同焙烘溫度對棉織物UPF值的影響

表6 焙烘時間對棉織物UPF值的影響

表7 最佳工藝實驗結果

織物最佳工藝實驗結果見表7，從表7可以看出，未整理織物的UPF值為20.2，經優化工藝整理后棉織物的UPF值可達68，且紫外線透過率減小，說明DM-3090整理后棉織物的抗紫外線效果的到較大提升.整理前后棉織物白度由89.4下降到86.5，整體下降不大，說明最佳工藝對棉織物的白度的損傷不大.

2.8 被整理織物的耐水性

經過整理后織物的抗紫外線性能能達到比較好的效果，但棉織物在服用過程中要經過多次水洗，所以對實驗效果的耐水洗性能進行測試.

經DM-3090的最佳工藝整理后的純棉織物UPF隨水洗次數的變化如圖1所示.從圖1可以看出，DM-3090最佳工藝整理后的棉織物的UPF值在第一次水洗前后改變相對較明顯，而再次水洗時，UPF值的變化已不明顯.因此可以得出雖然經水洗后被整理棉織物的UPF值有所下降，但是仍能達到較好的效果，說明DM-3090整理織物耐水洗性能較好.

圖1 棉織物UPF值隨水洗次數的變化規律

3 結論

(1)實驗得出DM-3090整理織物的最佳工藝處方：整理劑DM-3090 100g/L，粘合劑140g/L，滲透劑8g/L，柔軟劑12g/L，焙烘時間2min，焙烘溫度140℃.經過DM-3090處理后，棉織物防紫外線輻射的效果顯著增強.

(2)柔軟劑的加入可以有效改善織物整理后的手感問題，且柔軟劑的使用對被整理織物的UPF值影響不大.

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The optimization of DM-3090 finishing process for cotton fabric anti-UV

MOU Xing-cui，XI Zhi-hua

(School of Textile and Materials，Xi'an Polytechnic University，Xi'an 710048，China)

The influence factors of the UV protective finishing were discussed in this paper.The treatment conditions of DM-3090 for cotton fabric were optimized at the following conditions：100g/L DM-3090，140g/L adhesive，8g/L DM-1238，12g/L FR-6 as well as the curing at 140℃for 2min.

pure cotton fabric;DM-3090;anti-UV;process optimization

1674-649X(2014)01-0025-05

TS 195.5

A

編輯：田莉;校對：孟超

2013-05-03

西安市科學技術局項目(CXY134418)

習智華(1963-)，男，陜西省西安市人，西安工程大學副教授，主要從事紡織品功能整理等方面的研究.E-mail：xizh999@126.com