腈綸仿羊絨紗線的抗靜電整理及其針織物的性能研究

孫淑娟 蔣蘇斌 杜平凡

摘 要：采用KF-480非離子型與JYK-ANS陽離子型兩種不同的抗靜電劑分別對腈綸仿羊絨紗線進行功能整理。將紗線織成針織物后，通過測試織物的靜電壓峰值及半衰期，比較兩種抗靜電劑的抗靜電效果，并研究了JYK-ANS陽離子型抗靜電劑的最佳工藝參數。結果表明：KF-480非離子型抗靜電劑適合一次性的抗靜電整理；而JYK-ANS陽離子型抗靜電劑的抗靜電效果和耐久性均較好，并且，該抗靜電劑對腈綸仿羊絨紗線進行整理的最佳工藝參數為：抗靜電劑質量濃度30 g/L、烘燥溫度90 ℃、烘燥時間5 min。

關鍵詞：抗靜電整理；腈綸仿羊絨紗線；針織物；靜電壓峰值；半衰期

中圖分類號：TS195.57

文獻標志碼：A

文章編號：1009-265X（2018）06-0047-04

Abstract：The cashmere-like acrylic yarns were finished with KF-480 non-ionic antistatic agent and JYK-ANS cationic antistatic agent， respectively. Then the electrostatic peak value and half period of their knitted fabrics were tested. The antistatic performance of two kinds of antistatic agents was compared， and the optimum processing parameters of JYK-ANS cationic antistatic agent were investigated. The experimental result showed that KF-480 non-ionic antistatic agent is suitable for one-off antistatic finishing. By contrast， JYK-ANS cationic antistatic agent has better antistatic effect and durability than the former. The best parameters of JYK-ANS are as following： concentration 30 g/L， baking temperature 90 ℃， and baking time 5 min.

Key words：antistatic finishing； cashmere-like acrylic yarn； knitted fabric； electrostatic peak value； half period

羊絨集纖細、輕薄、柔軟、滑糯、保暖于一身，是高檔的纖維原料，但價格昂貴、難于保養。腈綸仿羊絨紗線在一定程度上可作為羊絨紗線的替代品，但腈綸作為合成纖維的品種之一，同樣存在著吸濕性差、易積聚電荷的缺點。據譚家皓等[1]研究，山羊絨的質量比電阻為6.94 GΩ·g/cm2，而腈綸仿羊絨的質量比電阻為28.13 GΩ·g/cm2，說明仿羊絨導電能力較差，在生產過程中容易產生靜電。改善腈綸仿羊絨紗線的抗靜電性能有利于使其更接近羊絨的特性，從而提高產品附加值。

腈綸的抗靜電改性方法，主要有共混、共聚、接枝親水基團，導電纖維的混紡，抗靜電劑表面整理[2-7]等。其中，共聚、共混、接枝親水基團的抗靜電方法均較為復雜，而混紡金屬導電纖維的方法對織物的服用性能有較大影響，且成本較高[8]。本文采用抗靜電劑后整理的方法對腈綸仿羊絨紗線進行抗靜電處理，通過浸漬、脫水、烘燥等步驟賦予其抗靜電功能。

1 實 驗

1.1 實驗材料及儀器

實驗材料：36 tex×2腈綸仿羊絨紗線（山東盛和紡織股份有限公司），SSA親水氨基硅油柔軟劑（杭州科峰有機硅有限公司），KF-480非離子型抗靜電劑（杭州科峰有機硅有限公司），JYK-ANS陽離子型抗靜電劑（上海潔宜康化工科技有限公司），SDC中性洗滌劑（杭州希力康化工有限公司），純堿（山東海化股份有限公司）。

實驗儀器：YG086C縷紗測長機（南通宏大實驗儀器有限公司），GSJX-HF-42型手搖橫機（常熟市國盛針織機械廠），Y802N八籃恒溫烘箱（常熟市第一紡織設備有限公司），YG342D型靜電測試儀（山東紡織研究院），SW-24E耐洗色牢度試驗機（溫州大榮紡織儀器有限公司）。

1.2 實驗方法

1.2.1 抗靜電劑整理

先按1∶10的浴比配制抗靜電劑工作液，并在其中添加2 g/L的柔軟劑；再將腈綸仿羊絨紗線置于工作液中，浸漬30 min；接著對紗線進行脫水干燥，脫水時間為2～3 min，控制帶液率為30%；最后在一定烘燥溫度下對紗線進行烘燥處理。

1.2.2 針織樣片織制

將經過抗靜電劑整理后的36 tex×2腈綸仿羊絨紗線在12針（機號為12針/英寸）手搖橫機上織成雙羅紋針織樣片。

1.2.3 洗滌程序

抗靜電織物按照GB/T 8629—2001《紡織品實驗用家庭洗滌和干燥程序》7A程序進行洗滌。洗滌在SW-24E耐洗色牢度實驗機中進行，浴比為1∶30，SDC質量濃度為2 g/L，純堿質量濃度為2 g/L，洗滌3 min，沖洗6 min，脫水1 min，再沖洗2 min，脫水5 min。

1.2.4 不同抗靜電劑的抗靜電效果實驗（單因子實驗）

單因子實驗中，抗靜電劑質量濃度、烘燥溫度、烘燥時間均保持相同，僅改變抗靜電劑類型，對腈綸仿羊絨紗線進行抗靜電整理，具體參數見表1。并且，將不同抗靜電劑整理后的雙羅紋針織物按1.2.3中的洗滌程序洗滌1次。

實驗組別說明見表2。

1.2.5 JYK-ANS抗靜電劑最佳工藝參數實驗（正交實驗）

抗靜電劑質量濃度、烘燥溫度、烘燥時間均會對抗靜電劑的抗靜電效果產生一定的影響。一般來說，考察3種因子對于實驗結果的影響，需進行全面實驗，即3×3×3=27次實驗，實驗過程過于繁瑣；而采用正交實驗的實驗方案，則可選取具有代表性的試驗參數組合進行實驗，從而確定其JYK-ANS抗靜電劑的最佳工藝參數。本實驗采用L9（34）正交表，針對抗靜電劑質量濃度、烘燥溫度、烘燥時間這3個因素設置一定梯度的3水平，實驗參數見表3，具體實驗步驟見1.2.1及1.2.2。

1.2.6 JYK-ANS抗靜電劑耐久性實驗

采用正交實驗中的最佳工藝參數（抗靜電劑質量濃度、烘燥溫度、烘燥時間），將抗靜電整理后的雙羅紋針織物洗滌1、3、5次。

1.2.7 抗靜電性能測試

針織物樣片的抗靜電性能按照GB/T 12703.1—2008《紡織品靜電性能的評定第1部分：靜電壓半衰期》進行測定。

2 結果與討論

2.1 不同抗靜電劑的抗靜電效果（單因子實驗）分析

根據表2的實驗組別說明進行實驗，其結果見圖1。

比較未處理的腈綸仿羊絨紗線與處理后（水洗前）的腈綸仿羊絨紗線可知：當紗線用抗靜電劑處理后，靜電壓峰值下降、半衰期減小，其抗靜電性能得到明顯的增強，并且，KF-480非離子型抗靜電劑和JYK-ANS陽離子型抗靜電劑均能達到較好的抗靜電效果。

比較KF-480非離子型抗靜電劑和JYK-ANS陽離子型抗靜電劑兩種不同抗靜電劑處理后的腈綸仿羊絨紗線可知：在水洗前，兩者的抗靜電作用相差不大，均可用于仿羊絨紗線的抗靜電處理，提高其抗靜電性能；水洗后，兩者賦予的抗靜電效果均有所下降，但KF-480非離子型抗靜電劑的性能下降幅度遠高于JYK-ANS陽離子型抗靜電劑，尤其是半衰期這一指標。其原因在于KF-480非離子型抗靜電劑的作用機理更多依賴于在纖維和紗線表面形成薄膜，減少靜電荷的產生，水洗后，薄膜易受到破壞而導致性能下降；而JYK-ANS陽離子型抗靜電劑的作用機理在于在纖維和紗線表面形成定向吸附，親油基團朝向纖維，親水基團朝向空氣，加快電荷的散失，水洗后仍具有一定的抗靜電效果。

因此，KF-480非離子型抗靜電劑的耐久性較差，只能用于一次性的抗靜電整理；與之對比，JYK-ANS陽離子型抗靜電劑的抗靜電效果及耐久性均較好。

2.2 JYK-ANS抗靜電劑最佳工藝參數（正交實驗）分析

實驗數據的方差分析見表4。

由表4可知，烘燥時間的均方值小于實驗的偶然誤差，故認為烘燥時間對織物抗靜電性能的影響微乎其微，將烘燥時間的相關數值計入實驗誤差中，具體數值如表4中括號所示。此外，據此將該正交實驗定義為二因素四自由度。通過查閱F值表可知，F0.01（2，4）=18.0，F0.05（2，4）=6.94。當影響因素的F值大于F0.05（2，4）時，該因素對結果存在顯著性影響，當F值大于F0.05（2，4），該因素與結果存在較弱的聯系。因此，由表4中的F值可知，抗靜電劑濃度對織物的抗靜電效果具有顯著性影響，而烘燥溫度對織物的抗靜電效果只存在較小程度的影響。

此外，表4中的數據表明，抗靜電劑質量濃度為40 g/L時，織物的抗靜電效果最好。但處于經濟效益的考慮，并不選擇抗靜電效果最好的質量濃度數值，而選擇邊際效應的“轉折點”。經濟學上的邊際效應是指當其他投入固定不變時，連續地增加某一種投入，每單位所增加的收益反而會減少。由此來看，抗靜電劑質量濃度由30 g/L增加到40 g/L時，織物的抗靜電性能增加程度并不如抗靜電劑質量濃度由20 g/L增加到30 g/L，因而，將抗靜電劑的最佳質量濃度參數定為30 g/L。而關于烘燥溫度的選擇，以溫度為90 ℃時的抗靜電效果為最佳。此外，出于降低能耗的考慮，將烘燥時間定為較短的5 min。

綜上分析認為，用JYK-ANS陽離子型抗靜電劑對腈綸仿羊絨紗線進行抗靜電整理的最佳工藝參數為抗靜電劑質量濃度30 g/L，烘燥溫度90 ℃，烘燥時間5 min。

2.3 JYK-ANS陽離子型抗靜電劑的耐久性分析

經過若干次洗滌后，織物的抗靜電性能變化如圖2所示。

織物經洗滌后，其抗靜電性能有所下降，尤其是1次洗滌與未洗滌織物相比以及5次洗滌與3次洗滌相比。織物經1次洗滌后，其靜電壓峰值顯著上升，其抗靜電性能下降明顯。而織物經5次洗滌與經3次洗滌相比，半衰期的變化較大。據GB/T12703.1—2008《紡織品靜電性能的評定第1部分：靜電壓半衰期》的規定，將半衰期在2.0 s以內的抗靜電織物定為A級，半衰期在2.0～5.0 s之內的抗靜電織物定為B級，半衰期在15 s以上的抗靜電織物定為C級。進行3次及3次以下的洗滌時，腈綸仿羊絨紗線制成織物的抗靜電性能均能定級為A級，而洗滌5次后的織物僅能評定為B級。據此認為，該織物的抗靜電耐久性為5次洗滌，具有一定的耐久性。

3 結 論

a） KF-480非離子型抗靜電劑和JYK-ANS陽離子型抗靜電劑均能使腈綸仿羊絨紗線達到較好的抗靜電效果，但KF-480非離子型抗靜電劑的耐久性不如JYK-ANS陽離子型抗靜電劑。

b） JYK-ANS陽離子型抗靜電劑整理的最佳工藝為：抗靜電劑質量濃度30 g/L、烘燥溫度90 ℃、烘燥時間5 min。

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