影响棉涤工装面料耐静水压效果的因素分析颜军锋高江涛张世强侯立山刘瑞宁(河北宁纺集团,河北宁晋,055550)摘要:本课题以市售常用的防水防油剂为基础,研究了织物成份、组织规格、氟化物含量、用量、防水增效剂、焙烘工艺等因素对棉涤工装面料耐静水压效果的影响。通过数理统计方法对实验数据进行计算分析,深入了解各种防水剂的应用性能,为织物防水性整理的实际应用提供参考依据,对指导实际生产、减少工艺制定的盲目性有一定的指导意义。关键词:耐静水压棉涤防水剂氟化物增效剂研究棉涤工装面料耐静水压效果,采用的方法及途径具体如下:第一步,在织物密度、组织规格、纤维种类相同的条件下,采用平行试验和正交试验研究防水剂含固量及用量、增效剂及其用量、焙烘温度和时间对耐静水压效果的影响,初步确定最佳工艺。第二步,用第一步确定的最佳工艺,分别研究织物密度、组织规格、纤维种类对耐静水压效果的影响。第三步,对不同织物密度、组织规格、纤维种类的织物的防水剂含固量及用量、增效剂及其用量、水温、焙烘温度和时间技术参数进行摸索,通过对实验数据进行统计分析汇总,综合分析各种影响因素,探索出其防水剂应用效果的影响。第四步,对四种防水剂整理的织物进行性能测试:静水压测试、喷淋试验和耐水洗性能等,通过实验数据对二者的性能进行比较,得出四者防水透湿效果的差异。1实验部分1.1主要实验材料及化学品织物:C:100%10×1074×4457/58纱卡C:100%40×40145×10557/58提花T:100%150D×150D173×9457/58斜纹T/C65/3520×16120×5057/58纱卡药品:防水剂HPC(联邦科特);防水剂RHP(亨斯迈);防水剂LS—315(苏州联胜);防水剂LS—600(苏州联胜);冰醋酸;洗衣粉(不含增白剂)1.2主要实验仪器及设备均匀轧车,Y802N型八篮恒温烘箱箱,LD-360B小样定形烘干机,YB813型织物沾水性测定仪,YG(B)812型织物渗水性测定仪,SW-12AⅡ型耐洗色牢度试验机。2实验2.1对四种防水剂含固量及密度的测定测量方法:先准确称量各个干净表面皿的质量,并记录。然后将表面皿放在电子天平上,去皮,称取不同种类的防水剂若干,并记录器质量。将盛有防水剂的表面皿放入烘箱,调整温度为120℃,烘燥2个小时。完全烘干后,取出表面皿,称取总质量。用总质量减去表面皿的质量即得防水剂中固体的质量。记录各防水剂在烘干之后所剩物的质量,即为含固量。再各自量取2mL的防水剂,用电子天平称量其质量,然后用质量除以体积即得到密度,测量结果如表-1所示:表1含固量和密度的测量及计算2.2工艺处方、工艺条件、工艺流程(1)防水剂HPC工艺处方:防水剂HPC60g/L项目HPCRHPLS--315LS--600含固量表面皿质量/g20.86318.52926.36025.361烘干前质量/g21.06018.78327.07425.574烘干后质量/g20.91118.59226.44325.388防水剂质量/g0.1970.2540.7140.213固体含量(%)24.424.811.612.7密度防水剂体积/ml5.05.05.05.0防水剂质量/g5.1454.8725.0175.222防水剂密度g/ml1.0290.9751.0031.044冰醋酸2g/L工艺条件:烘干100℃焙烘180℃时间3min工艺流程:浸轧整理工作液(轧余率70%)―热风烘干―焙烘(2)防水剂RHP工艺处方:防水剂RHP60g/L冰醋酸pH=4~5(2g/L)工艺条件:烘干100℃焙烘150℃时间3min工艺流程:浸轧整理工作液(轧余率70%)―热风烘干―焙烘(3)防水剂LS—315用此种防水剂处理涤棉织物,由产品使用说明可知其焙烘的温度为:150℃,但其的用量和焙烘时间仍然得不到具体的确定,所以本实验采取正交实验和平行实验来得到一种最佳工艺。由产品使用说明列出如下正交表:表-2探讨最佳工艺的正交因素表实验编号123456时间/min1.51.52.52.52.02.0用量(g/L)202520252025用此种防水剂处理纯棉(斜纹)织物,由产品使用说明可知其焙烘的温度为150℃,时间:3.0min,但其的用量只是一个应用范围,具体的量仍然得不到确定,所以此步实验对其进行讨论来得到一种最佳工艺。由产品使用说明列出如下工艺表:表-3探讨最佳工艺的实验表实验号12用量(g/L)3545用此种防水剂处理纯棉(提花)织物,由产品使用说明可知其焙烘的温度为:150℃,时间:2.5min,但其的用量只是一个应用范围,具体的量仍然得不到确定,所以此步实验对其进行讨论来得到一种最佳工艺。由产品使用说明列出如下工艺表:表-4探讨最佳工艺的实验表实验号12用量(g/L)3545用此种防水剂处理纯涤(平纹)织物,由产品使用说明可知其焙烘的温度为:170℃,用量:15g/L,但其焙烘时间只是一个应用范围,具体的量仍然得不到确定,所以此步实验对其进行讨论来得到一种最佳工艺。由产品使用说明列出如下工艺表:表-5探讨最佳工艺的实验表实验号12时间/min1.52.0(4)防水剂LS—600用此种防水剂处理涤棉织物,由产品使用说明可知其焙烘的温度为:170℃,但其的用量和焙烘时间仍然得不到具体的确定,所以本实验采取正交实验和平行实验来得到一种最佳工艺。由产品使用说明可以列出如下正交表:表-6探讨最佳工艺的正交因素表实验123456时间/min1.51.52.52.52.02.0用量(g/L)202520252025用此种防水剂处理纯棉(斜纹)织物,由产品使用说明可知其焙烘的温度为:150℃,时间:2.5min,但其的用量只是一个应用范围,具体的量仍然得不到确定,所以此步实验对其进行讨论来得到一种最佳工艺。由产品使用说明可以列出如下工艺表:表-7探讨最佳工艺的实验表实验号12用量(g/L)3545用此种防水剂处理纯棉(提花)织物,由产品使用说明可知其焙烘的温度为:150℃,时间:2.5min,但其的用量只是一个应用范围,具体的量仍然得不到确定,所以此步实验对其进行讨论来得到一种最佳工艺。由产品使用说明可以列出如下工艺表:表-8探讨最佳工艺的实验表实验号12用量(g/L)3545用此种防水剂处理纯涤(平纹)织物,由产品使用说明可知其焙烘的温度为:185℃,时间:1.0min,但其的用量只是一个应用范围,具体的量仍然得不到确定,所以此步实验对其进行讨论来得到一种最佳工艺。由产品使用说明可以列出如下工艺表:表-9探讨最佳工艺的实验表实验号12用量(g/L)15252.3防水级别性能测试对织物的拒水级别测试,一般用淋水性能测试方法,大多参考AATCC-22-2005_纺织品_拒水性测试_喷淋法实验方法[18]。截取18×18(cm)的试样l块,紧绷于试样夹持器(金属弯曲环)上,并以45°放置。使织物的经向顺着布面水珠流下的方向,实验面的中心在喷嘴表面中心下的150mm处。将250mL冷水迅速倾入如图1所示的玻璃漏斗中,使水约在25~30s内淋洒于织物表面。淋洒完毕,取起夹持器,使织物正面向下成水平,然后对着一硬物轻敲两次。将实验织物与标准图片对照(图2),评定拒水级别。图1沾水实验图2标准沾水等级2.4耐水压性能测试用连通管型水压仪测定试样的耐水压性能。试验前先将试验仪的水槽、水柱高度与试样夹持器的平面校正在同一平面上。测试时,先把17×17(cm)试样平置于试样夹持器上,再用螺杆旋紧使之紧闭。开动电动机,使水柱上升。由于连通管的作用,使试样夹持器中充水(应使用蒸馏水)。水压随水柱槽高而增加。试样受水压力亦逐渐增大,直至水透过试样,在布面上出现3滴水珠时,即为测试终点[21]。随即关闭进水及出水阀,关闭电动机,同时读取水柱高度(mm数值)。做3次平行试验,求其平均值。在测试时应注意不能用手抚摸试样。2.5织物耐水洗性的测试服装总要定期水洗,经防水剂整理过的的织物经过水洗后,其表面能会升高,会逐渐失去防水能力。因此,耐水洗性能也是防水织物的重要性能。耐洗性测试一般根据GB/T8629-2001(ISO6330-2000)《纺织品试验用家庭洗涤和干燥程序》的标准方法:采用不含磷和增白剂的洗涤剂,浓度为2g/L,浴比(织物∶洗液)为1∶30,洗涤温度为(40土3)℃,用SW试验机对织物进行洗涤,选用6A洗涤程序,即:洗涤15min—冲洗3min—冲洗2min—冲洗2min—脱水2min。重复至三次的洗涤后,再测取剩余防水性能。本实验为了验证这几种防水剂的性能差异,洗涤一次烘干后即进行了系列的性能测试。然后,与前面的性能测试结果进行对比分析,并深入讨论此种现象的原理。3结果与讨论3.1.织物种类对防水剂应用性能的影响对于四种不同组织规格的织物,用上述实验所确定的几种防水整理剂的最佳工艺整理后,并进行防水性能测试,所得到的数据结果如下表所示:表-10防水整理的织物的性能纯棉斜纹(厚)纯棉提花(薄)纯涤平纹涤棉65/35防水剂RHP(联邦科特)防水性能级别10010010080渗水性能298330527180防水剂HPC(亨斯迈)防水性能级别90909090渗水性能319330570185防水剂LS-315(苏州联胜)防水性能级别1008590100渗水性能260270440180防水剂LS-600(苏州连胜)防水性能级别95100100100渗水性能260280560195水洗之后再次测试之后,所得到的各项数据如下表所示:表-11水洗后防水整理的织物的性能纯棉斜纹(厚)纯棉提花(薄)纯涤平纹涤棉65/35防水剂RHP(联邦科特)防水性能级别10010010075渗水性能290317500170防水剂HPC(亨斯迈)防水性能级别90909090渗水性能280300470185防水剂LS-315(苏州联胜)防水性能级别90809090渗水性能245250390170防水剂LS-600(苏州连胜)防水性能级别90959595渗水性能245265540175从以上表中的数据可以看出来,织物的种类及规格对不同种类的防水剂的防水性能级别影响不是很明显,但涤棉混纺织物的防水性能级别略低;织物种类规格对不同种类的防水剂的渗水性能影响较为明显,并且涤棉混纺织物的渗水性能较低;对于防水织物种类防水剂织物种类防水剂剂的耐水洗性来说,经过防水处理后的四种织物在经过水洗后防水性能级别与渗水性能均有小幅度的下降,并且由数据可看出,织物种类及规格对防水剂的耐水洗性的影响不大。实验所用的四种防水剂均为含氟防水剂,这些含氟聚合物均具有覆盖纤维的能力,既可使空气透过,但同时又可降低水性、油性、污垢物质的润湿。得出最佳防污整理的基本前提是:化学结构条件是-CF3端基上至少含有四个碳原子的全氟烷基,其中含八个碳原子的全氟烷基为最佳。物理条件:基团的均匀分布和最佳定位及在纤维上有较好的粘附性。经过上面分析可知,织物的种类及规格对防水剂的应用性能有一定的影响,纤维表面的吸附性越好,防水剂应用性能越好。3.2织物组织结构对防水剂应用性能的影响由表-10、表-11中数据分析可得:织物的组织结构对防水剂的应用性能也具有一定的影响。纯棉斜纹和纯棉提花均是纯棉织物,但是组织结构不同,其二者在四种防水剂的处理下防水性能有一定的差距,纯棉提花的沾水性能指标,渗水性能以及耐水洗性能均好于纯棉斜纹织物。3.3防水剂的用量及焙烘时间对防水性能的影响对于四种不同组织规格的织物,分别用所采用的几种防水整理剂,采用不同工艺整理,并进行防水性能测试,所得到的数据结果参见表-1至表-11。由表中数据可知,涤棉65/35织物,用防水剂LS-600处理,防水性能,渗水性能及耐水洗性最好的一组工艺是防水剂用量为20g/L,焙烘时间为2.0min。增大防水剂用量以及延长焙烘时间不但不会提高防水剂的应用性能,反而会在一定程度上降低其应用性能;纯棉斜纹织物,用防水剂LS-600处理,防水性能,渗水性能及耐水洗性最好的一组工艺是防水剂用量为40g/L,焙烘时间为2.5min。增大防水剂用量以