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(qiáng)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(chǎn)生氧化能力極強(qiáng)的活性氧[4]，然后破壞污垢、色漬基團(tuán)從而達(dá)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(jìn)行[6-7]，功能助劑與織物結(jié)合牢度往往受使用環(huán)境、洗滌環(huán)境以及時(shí)間[8]等客觀因素的影響，其中，水洗環(huán)節(jié)對功能助劑結(jié)合牢度影響最大。為改善紡織品功能的耐久保持性，國內(nèi)外知名化工企業(yè)，如亨斯邁、魯?shù)婪颉⒍虐畹妊邪l(fā)了一系列高效耐久的功能后整理助劑，強(qiáng)化織物與功能基團(tuán)的結(jié)合能力，最高可保證織物水洗50次仍具有相應(yīng)功能[9-10]。但是，目前用于提高公共紡織品耐工業(yè)漂洗的功能后整理助劑尚屬空白。

本文根據(jù)酒店紡織品氧漂洗滌工藝特點(diǎn)，以雙氧水質(zhì)量濃度、洗滌溫度以及pH值作為主要工藝參數(shù)，設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)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(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)原料

1.1.1 織物規(guī)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(guī)格為：織物組織五枚三飛緞紋，經(jīng)紗線密度98.3 dtex，緯紗線密度147.5 dtex，經(jīng)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(yè)品，上海綠銅物資有限公司)，JFC滲透劑(工業(yè)品，濟(jì)南鑫盛達(dá)化工有限公司)，ZYQ-003棉阻燃整理劑 (西南大學(xué)紡織服裝學(xué)院提供)，天然纖維印染改性劑(有機(jī)季銨鹽類抗菌整理劑，西南大學(xué)紡織服裝學(xué)院提供)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的雙氧水(藝康化工有限公司)。

1.1.3 儀器設(shè)備

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

1.2 試驗(yàn)方案

為研究雙氧水質(zhì)量濃度A、洗滌溫度B及pH值C等參數(shù)對織物功能指標(biāo)的影響規(guī)律，采用3因素3水平正交試驗(yàn)，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(xì)菌種類繁多，對抗菌紡織品進(jìn)行所有菌類抑制或殺滅功能整理的成本較高且不現(xiàn)實(shí)，因此在對抗菌紡織品進(jìn)行抗菌效果判定時(shí)，應(yīng)選擇具有代表性的細(xì)菌進(jìn)行抗菌評價(jià)。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(qiáng)。根據(jù)GB/T 20944—2008《紡織品 抗菌性能的評價(jià) 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(jià)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(jīng)抗菌處理的標(biāo)準(zhǔn)空白試樣作為對照樣，記錄接觸時(shí)間為0時(shí)織物上的活菌濃度，再將標(biāo)準(zhǔn)空白樣、待測試樣分別放入細(xì)菌培養(yǎng)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(xù)燃時(shí)間的測定》進(jìn)行測試。先在經(jīng)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(diǎn)火時(shí)間12 s后移開火源并打開計(jì)時(shí)器記錄陰燃、續(xù)燃時(shí)間。取出試樣后，沿著試樣長度方向上損毀面積內(nèi)最高點(diǎn)折一條直線，在試樣下端一側(cè)距離底邊與側(cè)邊各約6 mm處掛上重錘，再用手緩緩提起試樣下端另一側(cè)，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?xì)浠衔镌囼?yàn)》對整理后的織物進(jìn)行拒油性測試，將8種不同標(biāo)準(zhǔn)液沿著織物緯向滴在整理的織物上，45°觀察織物在30 s內(nèi)不出現(xiàn)明顯潤濕現(xiàn)象，以30 s內(nèi)不浸潤織物標(biāo)準(zhǔn)液的最大等級為織物拒油等級，故拒油性測試中每種標(biāo)準(zhǔn)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(yuǎn)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(yàn)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(jié)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(jīng)120 ℃預(yù)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(jié)果見表2。可見未洗滌的抗菌整理棉織物具有優(yōu)異的抗菌性。

表2 未洗滌抗菌棉織物抗菌性能測試結(jié)果

2.1.2 抗菌棉織物氧漂洗滌

按照正交試驗(yàn)方案進(jìn)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(jié)果見表3。可以看出，隨著雙氧水質(zhì)量濃度、洗滌溫度的提高，抗菌棉織物的抗菌能力呈現(xiàn)不同程度的下降，其中雙氧水質(zhì)量濃度對抗菌性影響最大，雙氧水質(zhì)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(huán)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(jié)果

提高雙氧水質(zhì)量濃度會(huì)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(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；原本附著于織物表面或者內(nèi)部的抗菌劑以范德華力、離子鍵合力與棉纖維的結(jié)合在化學(xué)反應(yīng)、物理剝離的效果下，會(huì)重新脫落到洗滌液中，并無法回歸至纖維內(nèi)部。而洗滌溫度的提高，進(jìn)一步加快氧漂洗滌液中各物質(zhì)的分子活動(dòng)，加快雙氧水對織物的氧化還原漂白作用，從而導(dǎo)致抗菌性能下降劇烈。此外，pH值過酸或者過堿均會(huì)對纖維素產(chǎn)生一定的水解及堿化溶脹作用，將內(nèi)部的有機(jī)季銨鹽抗菌劑從纖維、紗線內(nèi)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(zhì)量分?jǐn)?shù)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(jī)中于 185～190 ℃烘焙 3～5 min至微微發(fā)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(jié)果見表4。可見未洗滌阻燃棉織物具有優(yōu)異的阻燃效果。

表4 未洗滌阻燃棉織物垂直燃燒測試結(jié)果

2.2.2 阻燃棉織物氧漂洗滌

按照正交試驗(yàn)方案進(jìn)行氧漂洗滌，研究氧漂洗滌對阻燃功能保持性影響，相應(yīng)的測試結(jié)果見表5。重點(diǎn)考察氧漂洗滌工序?qū)椢锝?jīng)緯向損毀長度的影響。可以看出，雙氧水質(zhì)量濃度、洗滌溫度、pH值的提高均會(huì)導(dǎo)致阻燃棉織物損毀長度增長、阻燃性能下降，其中雙氧水質(zhì)量濃度的影響效果遠(yuǎn)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(dá)到300 g/L具有良好的阻燃效果，但雙氧水質(zhì)量濃度的增加、溫度的提高均會(huì)提高活性氧的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致阻燃棉纖維上的阻燃成分脫落，而pH值的提高進(jìn)一步加速棉纖維的溶脹現(xiàn)象，使得棉纖維的無定形區(qū)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(xué)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(lián)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(jīng)120 ℃預(yù)烘3 min與150 ℃烘焙3 min，獲得具有良好三防功能的棉織物。經(jīng)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(jié)果

2.3.2 三防整理棉織物氧漂洗滌

按照正交試驗(yàn)方案進(jìn)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(yīng)的測試結(jié)果見表6。可以看出，雙氧水質(zhì)量濃度增加并不會(huì)導(dǎo)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(huì)導(dǎo)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(jié)果

分析表6結(jié)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(qiáng)整理樹脂與纖維的結(jié)合力，而另一方面，面料良好的拒油能力會(huì)使棉織物在氧漂洗滌液中無法被浸潤，雙氧水以及酸堿環(huán)境的各種水溶性物質(zhì)無法進(jìn)入纖維、紗線內(nèi)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(zhì)量濃度、pH值環(huán)境影響更大，這是由于溫度的升高，可能使得棉纖維內(nèi)部的少量氟碳拒油整理成分脫落，導(dǎo)致拒油功能削弱。

3 結(jié) 論

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

①雙氧水質(zhì)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(zhì)量濃度、洗滌溫度等提高，抗菌棉織物的抗菌能力呈現(xiàn)不同程度下降，其中雙氧水質(zhì)量濃度對抗菌性影響最為明顯，雙氧水質(zhì)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(huán)境過酸或過堿都不利于棉織物的抗菌保持性。

③雙氧水質(zhì)量濃度、洗滌溫度、pH值的提高均會(huì)導(dǎo)致棉織物的損毀長度增長、阻燃性能下降，其中雙氧水質(zhì)量濃度的影響效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于洗滌溫度與pH值。