竹纖維家紡面料的防縮防皺整理

彭麗萍，徐善如，繆永梅

（1. 南通三榮貿易有限公司，江蘇南通 226001；2. 江蘇華創檢測技術服務有限公司，江蘇南通 226601）

竹（漿）纖維是一種將竹片做成漿，然后將漿做成漿粕再濕法紡絲制成纖維，其制作加工過程基本與粘膠相似。竹纖維面料具有優良的吸濕性和透氣性能，而且手感柔軟、舒適涼爽。近年來，竹纖維家紡面料越來越受到人們的歡迎[1-3]。雖然竹纖維的化學結構與粘膠纖維和棉纖維的化學結構相似，但由于纖維原料的不同以及制作過程的差異，使得竹纖維與棉纖維在形態上和聚集態結構方面不完全相同。竹纖維面料的聚合度和棉相比要低得多，結晶度也低，約為40%，結晶尺寸也較小。此外，竹漿纖維的取向度也較低，使得竹纖維面料更易起皺，縮水率更高[4-7]。為了克服其易皺、縮水率高的不足，本課題選用超低甲醛樹脂對其進行防縮防皺整理，并優化了整理工藝。

1 實驗部分

1.1 材料、藥品和儀器

實驗材料 ：竹纖維云緞染色面料（淡黃色），規格：9.75tex×9.75tex，681根/10cm×492根/10cm。

藥品：超低甲醛樹脂（工業級，南通海匯科技發展有限公司），滲透劑JFC、柔軟劑618N（工業級，南通日成紡織助劑廠），氯化鎂、檸檬酸（分析純，汕頭市西隴化工有限公司）

儀器：EL303型電子天平[梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司]；PHS-3C精密pH計（上海儀電科學儀器股份有限公司）；PB1型橫式壓染機、R-3型自動定型烘干機（廈門瑞比精密機械有限公司）；YG（B）541E型智能式織物折皺彈性儀、WSB-3A型智能數字白度計（溫州大榮紡織儀器有限公司）；YG065H/PC電子織物強力儀（萊州市電子儀器有限公司）等。

1.2 樹脂整理工藝

1.2.1 工藝處方

工藝處方見表1。

表1 工藝處方

1.2.2 工藝流程

配置整理液→二浸二軋（軋余率80%）→預烘（100℃，2min）→焙烘（130℃ ～170℃，2min） →放置24h→性能測試。

1.3 測試方法

1.3.1 撕破強力

參照GB/T 3917.2—2009《紡織品 織物撕破性能第二部分：褲形試樣（單縫）撕破強力的測定》，在YG065H/PC電子織物強力儀上進行測試。每種試樣經向測3塊樣，取平均值。

1.3.2 白度

參照GB/T 17644—2008《紡織纖維白度色度實驗方法》，在WSB-3A智能數字白度計上測試。每塊布樣測試4次，取平均值。

1.3.3 折皺回復角

參照GB/T 3819—1997《紡織品 織物折痕回復行性的測試回復角法》，在YG（B）541E型智能式織物折皺彈性儀上進行測試。每種實驗經向、緯向各測五塊，取平均值。經向、緯向平均值的和即為測試布樣的折皺回復角。

1.3.4 織物縮水率

參照GB/T 8629—2001《紡織品 實驗用家庭洗滌和干燥程序》測定。

經向水洗尺寸變化率 = [（水洗后長度－水洗前長度）/水洗前長度] × 100%

緯向水洗尺寸變化率 = [（水洗后寬度－水洗前寬度）/水洗前寬度] × 100%

1.3.5 織物上甲醛質量分數

參照GB/T 2912.1—2009《紡織品甲醛的測定第一部分：游離和水解的甲醛（水萃取法）》測定。利用乙酰丙酮顯色法制作甲醛標準曲線，通過標準曲線求得織物上甲醛質量分數。

織物上甲醛的萃取：將整理后的棉織物剪成0.5×0.5cm碎片，稱取2g織物放入250mL的碘量瓶中，量取100mL的蒸餾水，在40℃的水浴鍋中萃取1h。

吸光度測量：取5mL乙酰丙酮及5mL的甲醛萃取液于試管中，在40℃水浴鍋中顯色30min，常溫避光保存30min，然后用分光光度計測定其吸光度。

織物上甲醛質量分數的計算：通過甲醛標準曲線得出甲醛的濃度，根據式（1）換算出織物上甲醛質量分數，用mg/kg表示。

式中：F—從織物樣品中萃取的甲醛質量分數，mg/kg；c—從甲醛標準曲線得到的甲醛質量濃度，ug/mL；m—樣品質量，g。

2 結果與討論

2.1 樹脂用量

利用樹脂整理工藝，在催化劑用量為15g/L，整理液pH為4，焙烘溫度為140℃，焙烘時間為2min的條件下，改變樹脂用量，測得不同用量的樹脂對整理織物性能的影響如表2所示。

表2 樹脂用量對整理織物性能的影響

由表2可以看出，樹脂用量對整理織物的白度和撕破強力影響不大。隨著樹脂用量的增加，整理織物的折皺回復角逐漸增大，縮水率逐漸降低。當樹脂用量超過120g/L后，變化不明顯。這是因為隨著樹脂用量的增加，樹脂與織物的交聯程度提高，從而導致防皺性能得到提高，縮水率下降。當樹脂用量達到120g/L時，交聯反應接近飽和，繼續增加樹脂用量，并不會使折皺回復角增加，縮水率降低。因此，選擇樹脂的用量為120g/L。

2.2 催化劑用量

氯化鎂是樹脂整理常用且性能穩定的催化劑，其它條件不變，改變催化劑氯化鎂用量，測得不同用量的催化劑對整理織物性能的影響，如表3所示。

表3 催化劑的用量對整理織物性能的影響

由表3可知，隨著催化劑用量的增加，織物的白度變化不大，撕破強力逐漸降低，縮水率減小，折皺回復角先增大后減小，在催化劑用量為15g/L時織物的折皺回復角最大。這是因為隨著催化劑用量的增加，樹脂的交聯程度提高，織物的折皺回復角提高，縮水率降低。但催化劑氯化鎂是一種釋酸劑，在整理液中，鎂離子會不斷結合氫氧根離子，從而使整理液的酸性不斷增加，在焙烘過程中，隨著水分蒸發，纖維上整理液的酸度不斷增加，導致了纖維素大分子的水解，強力下降。因此，催化劑的用量選擇為15g/L。

2.3 pH的確定

實驗中用檸檬酸調節整理液pH，固定樹脂用量為120g/L，催化劑用量15g/L，焙烘溫度為140℃，焙烘時間為2min不變，改變整理液的pH，測得不同的pH對整理織物的性能影響如表4所示。

表4 催化劑的用量對整理織物性能的影響

由表4可知，隨著pH的增加，織物的白度變化不大，撕破強力有所提高，而折皺回復角是先增大后減小，縮水率增加。這是因為樹脂與纖維的交聯反應要在酸的催化作用下發生，但是強酸會對織物產生較大的損傷。因此，選擇整理液pH為4.0。

2.4 焙烘溫度

焙烘時間與焙烘溫度對樹脂與纖維交聯程度的影響具有一定的關聯性，固定樹脂用量120g/L，催化劑用量15g/L，整理液pH為4.0，焙烘時間為2min不變，改變焙烘溫度，測得不同焙烘溫度對整理織物的性能影響如表5所示。

表5 焙烘溫度對整理織物性能的影響

續表5

由表5可知，隨著焙烘溫度的提高，整理織物的白度和撕破強力呈下降趨勢；織物的折皺回復角增加，縮水率下降，但焙烘溫度超過140℃后變化不明顯。這是因為隨著溫度的升高，樹脂在織物上的交聯程度不斷提高，但溫度過高，織物的表面會發生泛黃，白度和強力下降。因此，選擇焙烘溫度為140℃。

2.5 正交實驗

從單因素實驗的基礎上進行四因素三水平正交實驗，固定焙烘時間2min，以折皺回復角為考核指標，進一步優化整理工藝。正交實驗的條件和結果如表6所示。

表6 正交實驗方案及結果分析

從表6可以看出，各因素對折皺回復角的影響由大到小順序為：樹脂用量 ＞ pH ＞催化劑用量 ＞ 焙烘溫度，最佳整理工藝為：樹脂用量125g/L，催化劑用量15g/L，pH4.5，焙烘溫度145℃，焙烘時間為2min。按此工藝整理織物，與未整理布樣進行比較，實驗結果如表7。

表7 樹脂整理前后織物性能比較

由表6可知，整理前后織物的白度變化不大，折皺回復角和撕破強力明顯提高，縮水率明顯減小。撕破強力提高一方面是由于整理液中添加了柔軟劑，使織物重紗線間的摩擦系數減小，紗線在織物中的移動性提高。另外一方面，整理后織物發生了收縮，撕裂時有更多的紗線來共同承受撕力。

2.6 整理織物的甲醛質量分數

配制系列質量濃度甲醛溶液，根據各個濃度溶液的吸光度做出標準曲線，標準曲線如圖1所示。

圖1 甲醛標準曲線

測得整理織物萃取液顯色后的吸光度為0.227，通過甲醛標準曲線及計算公式（1），計算出織物上甲醛質量分數為54.68mg/kg，符合GB 18401—2010《國家紡織產品基本安全技術規范》中的B類紡織品小于75mg/kg的要求。

3 結論

（1）竹纖維家紡面料防縮防皺的最佳整理工藝為：超低甲醛樹脂用量125g/L，催化劑氯化鎂用量15g/L，pH4.5，焙烘溫度145℃，焙烘時間為2min。

（2）整理后竹纖維面料的折皺回復角提高了80°，水洗尺寸變化率減小3%以上，白度變化不大，撕破強力提高，織物上甲醛質量分數低于75mg/kg。