氧漂洗滌工藝對棉織物功能整理的影響

程玉平，楊德明

(江蘇康乃馨紡織科技有限公司，江蘇 淮安 223300)

酒店紡織品作為公用紡織品，與家用紡織品洗滌方式不同[1]。酒店紡織品洗滌需要引入氧漂劑、氯漂劑[2-3]，在強堿、高溫條件下去除織物上殘留的各類油漬、污漬，而無論氧漂劑還是氯漂劑，均需通過水解產生氧化能力極強的活性氧[4]，然后破壞污垢、色漬基團從而達到消色漂白的目的。這類漂白作用雖然可以快速去除纖維素纖維的污垢，但對織物具有很大的損傷[5]。

紡織品功能后整理作為功能紡織品的重要組成部分，一般以浸軋、浸漬、涂層、印花等方式進行[6-7]，功能助劑與織物結合牢度往往受使用環境、洗滌環境以及時間[8]等客觀因素的影響，其中，水洗環節對功能助劑結合牢度影響最大。為改善紡織品功能的耐久保持性，國內外知名化工企業，如亨斯邁、魯道夫、杜邦等研發了一系列高效耐久的功能后整理助劑，強化織物與功能基團的結合能力，最高可保證織物水洗50次仍具有相應功能[9-10]。但是，目前用于提高公共紡織品耐工業漂洗的功能后整理助劑尚屬空白。

本文根據酒店紡織品氧漂洗滌工藝特點，以雙氧水質量濃度、洗滌溫度以及pH值作為主要工藝參數，設計正交試驗方案，研究氧漂洗滌工藝對織物抗菌、阻燃、三防(防水、防油、防污)功能整理棉織物拒油功能保持性能的影響。

1 試驗部分

1.1 試驗原料

1.1.1 織物規格

試樣選用江蘇康乃馨紡織科技有限公司全棉貢緞織物，織物規格為：織物組織五枚三飛緞紋，經紗線密度98.3 dtex，緯紗線密度147.5 dtex，經向密度681根/(10 cm)，緯向密度500根/(10 cm)，織物顏色為漂白色。

1.1.2 助 劑

OLEOPHOBOL SLA NEW特氟隆三防整理劑、PHOBOL XAN三防增效劑(工業品，上海綠銅物資有限公司)，JFC滲透劑(工業品，濟南鑫盛達化工有限公司)，ZYQ-003棉阻燃整理劑 (西南大學紡織服裝學院提供)，天然纖維印染改性劑(有機季銨鹽類抗菌整理劑，西南大學紡織服裝學院提供)，質量分數為30%的雙氧水(藝康化工有限公司)。

1.1.3 儀器設備

P-BO型臥式氣壓電動小軋車(佛山市精柯紡織印染設備有限公司)，R3型定形烘干小樣機(佛山市精柯紡織印染設備有限公司)，HHS 電熱恒溫水浴鍋(上海醫療器械五廠)等。

1.2 試驗方案

為研究雙氧水質量濃度A、洗滌溫度B及pH值C等參數對織物功能指標的影響規律，采用3因素3水平正交試驗，影響因子水平表見表1。

1.3 測試方法

1.3.1 抗菌性能

由于細菌種類繁多，對抗菌紡織品進行所有菌類抑制或殺滅功能整理的成本較高且不現實，因此在對抗菌紡織品進行抗菌效果判定時，應選擇具有代表性的細菌進行抗菌評價。金黃色葡萄球菌作為革蘭氏陽性菌的代表，抵抗力最為頑強。根據GB/T 20944—2008《紡織品 抗菌性能的評價 第3部分：振蕩法》，測試抗菌紡織品對金黃色葡萄球菌的抗菌率。GB/T 20944—2008采用振蕩法測定紡織品抗菌性能，抗菌效果的評價為對金黃色葡萄球菌的抗菌率不低于70%，表示樣品具有抗菌效果。選用未經抗菌處理的標準空白試樣作為對照樣，記錄接觸時間為0時織物上的活菌濃度，再將標準空白樣、待測試樣分別放入細菌培養液中，振蕩接觸18 h，測試二者的活菌濃度，記為A0、A1(cfu/mL)。抗菌率=(1-A1/A0)×100%

1.3.2 阻燃性能測試

采用YG815 A-III型織物阻燃性能測試儀(溫州方圓儀器有限公司)，參照GB/T 5455—2014《紡織品 燃燒性能 垂直方向損毀長度、陰燃和續燃時間的測定》進行測試。先在經緯向各取5塊試樣，試樣尺寸為90 mm×300 mm。然后，將試樣裝在試樣夾中，并控制丁烷火源火焰高度40 mm，點火時間12 s后移開火源并打開計時器記錄陰燃、續燃時間。取出試樣后，沿著試樣長度方向上損毀面積內最高點折一條直線，在試樣下端一側距離底邊與側邊各約6 mm處掛上重錘，再用手緩緩提起試樣下端另一側，讓重錘懸空放下，測量并記錄試樣撕裂的長度，即為損毀長度。

1.3.3 拒油性能測試

參照GB/T 19977—2014《紡織品 拒油性 抗碳氫化合物試驗》對整理后的織物進行拒油性測試，將8種不同標準液沿著織物緯向滴在整理的織物上，45°觀察織物在30 s內不出現明顯潤濕現象，以30 s內不浸潤織物標準液的最大等級為織物拒油等級，故拒油性測試中每種標準液都分別測定未洗滌和洗滌15次的2種試樣。由于油分子液滴粒徑遠小于水分子、污漬分子，一般拒油紡織品必定拒水、拒污，因此試驗僅測試具有三防代表性的拒油性，不考慮拒水性、拒污性。

2 結果與討論

2.1 氧漂洗滌對抗菌保持性能的影響

2.1.1 棉織物的抗菌整理

將織物置于30 g/L抗菌改性劑溶液里浸泡3～5 min(水溫40～45 ℃)。通過兩浸兩軋工藝，控制軋液率65%，再依次經120 ℃預烘3 min與150 ℃烘焙3 min，獲得具有良好抗菌功能的棉織物。未氧漂洗滌前棉織物的抗菌測試結果見表2。可見未洗滌的抗菌整理棉織物具有優異的抗菌性。

表2 未洗滌抗菌棉織物抗菌性能測試結果

2.1.2 抗菌棉織物氧漂洗滌

按照正交試驗方案進行氧漂洗滌，研究氧漂洗滌工藝對抗菌功能保持性能的影響，氧漂洗滌抗菌整理棉織物的抗菌性測試結果見表3。可以看出，隨著雙氧水質量濃度、洗滌溫度的提高，抗菌棉織物的抗菌能力呈現不同程度的下降，其中雙氧水質量濃度對抗菌性影響最大，雙氧水質量濃度每提高5 g/L，織物抗菌性能下降約40%；而氧漂洗滌pH值環境過酸或過堿，都不利于抗菌棉織物抗菌性能的保持。

表3 氧漂洗滌棉織物抗菌性測試結果

提高雙氧水質量濃度會較大地增加活性氧含量，加快對棉纖維的漂白作用，并與纖維表面的抗菌物質發生化學反應；原本附著于織物表面或者內部的抗菌劑以范德華力、離子鍵合力與棉纖維的結合在化學反應、物理剝離的效果下，會重新脫落到洗滌液中，并無法回歸至纖維內部。而洗滌溫度的提高，進一步加快氧漂洗滌液中各物質的分子活動，加快雙氧水對織物的氧化還原漂白作用，從而導致抗菌性能下降劇烈。此外，pH值過酸或者過堿均會對纖維素產生一定的水解及堿化溶脹作用，將內部的有機季銨鹽抗菌劑從纖維、紗線內部脫落，引起抗菌性能下降。

2.2 氧漂洗滌對阻燃性能保持性能的影響

2.2.1 棉織物的阻燃整理

將棉織物用質量分數為20%的氫氧化鈉在常溫(15～20 ℃)泡10～20 min，然后洗滌至中性。 隨后將織物在 70～90 ℃條件下在300 g/L阻燃整理液中浸漬 0.5 min，再在定形機中于 185～190 ℃烘焙 3～5 min至微微發黃，最終清水洗、定形烘干，獲得阻燃效果良好的棉織物。未氧漂洗滌前阻燃棉織物的阻燃測試結果見表4。可見未洗滌阻燃棉織物具有優異的阻燃效果。

表4 未洗滌阻燃棉織物垂直燃燒測試結果

2.2.2 阻燃棉織物氧漂洗滌

按照正交試驗方案進行氧漂洗滌，研究氧漂洗滌對阻燃功能保持性影響，相應的測試結果見表5。重點考察氧漂洗滌工序對織物經緯向損毀長度的影響。可以看出，雙氧水質量濃度、洗滌溫度、pH值的提高均會導致阻燃棉織物損毀長度增長、阻燃性能下降，其中雙氧水質量濃度的影響效果遠大于洗滌溫度與pH值。

棉織物為易燃織物，未洗滌前阻燃整理劑用量達到300 g/L具有良好的阻燃效果，但雙氧水質量濃度的增加、溫度的提高均會提高活性氧的運動，進而導致阻燃棉纖維上的阻燃成分脫落，而pH值的提高進一步加速棉纖維的溶脹現象，使得棉纖維的無定形區增加，比表面積增大，原本附著于纖維上的高密度阻燃劑暴露于氧漂洗滌液中，極易受到物理作用與化學作用的破壞。

2.3 氧漂洗滌對拒油功能保持性能的影響

2.3.1 棉織物的三防整理

采用三防整理劑80 g/L、JFC滲透劑1 g/L、交聯劑10 g/L混合攪拌30～60 s配置形成三防整理液，通過兩浸兩軋工藝，控制軋液率65%，再依次經120 ℃預烘3 min與150 ℃烘焙3 min，獲得具有良好三防功能的棉織物。經測試三防整理棉織物未洗滌前拒油等級為6級。

表5 氧漂洗滌阻燃棉織物阻燃測試結果

2.3.2 三防整理棉織物氧漂洗滌

按照正交試驗方案進行氧漂洗滌，研究氧漂洗滌對三防整理棉織物拒油功能保持性的影響，相應的測試結果見表6。可以看出，雙氧水質量濃度增加并不會導致拒油能力的削弱，而洗滌溫度與pH值的提高，則一定程度上會導致拒油能力的下降，但是下降幅度僅0.5～1.0級，影響不大。

表6 氧漂洗滌后棉織物拒油測試結果

分析表6結果可知，特氟隆三防整理與三防增效劑的共同作用可以大幅加強整理樹脂與纖維的結合力，而另一方面，面料良好的拒油能力會使棉織物在氧漂洗滌液中無法被浸潤，雙氧水以及酸堿環境的各種水溶性物質無法進入纖維、紗線內部，因此最終拒油功能洗滌前后變化不大。但是洗滌溫度相較于雙氧水質量濃度、pH值環境影響更大，這是由于溫度的升高，可能使得棉纖維內部的少量氟碳拒油整理成分脫落，導致拒油功能削弱。

3 結 論

本文采用3因素3水平正交試驗研究氧漂洗滌工藝的pH值、洗滌溫度及雙氧水質量濃度等工藝參數對抗菌整理、阻燃整理、三防整理棉織物的影響。結果如下：

①雙氧水質量濃度、洗滌溫度、pH值對抗菌、阻燃整理棉織物的功能保持性能影響顯著，對三防整理棉織物的拒油功能保持性能影響較小。

②隨著雙氧水質量濃度、洗滌溫度等提高，抗菌棉織物的抗菌能力呈現不同程度下降，其中雙氧水質量濃度對抗菌性影響最為明顯，雙氧水質量濃度每提高5 g/L，抗菌性能下降近約40%；而氧漂洗滌的pH值環境過酸或過堿都不利于棉織物的抗菌保持性。

③雙氧水質量濃度、洗滌溫度、pH值的提高均會導致棉織物的損毀長度增長、阻燃性能下降，其中雙氧水質量濃度的影響效果遠遠大于洗滌溫度與pH值。