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毛滌長絲織物的水洗免燙工藝技術(shù)研究


來源:錦橋紡織網(wǎng)     發(fā)布時間:2003-1-20 15:45:15  

  摘 要:通過毛滌長絲復(fù)合包纏紗技術(shù)、電暈放電等離子體處理技術(shù)和聚酯熱熔粘結(jié)復(fù)合纖維混入加工技術(shù)的研究,探討了毛滌長短復(fù)合紗的包纏加工方法及產(chǎn)品性能,研究了電暈放電對毛纖維表面及結(jié)構(gòu)、紗線強力、織物彈性、防縮等性能的影響,通過熱熔粘結(jié)復(fù)合纖維的研制和混紡,分析了織物機洗免燙性能的變化。提出了毛滌混紡水洗免燙的綜合工藝加工方法。

  關(guān)鍵詞:滌綸長絲;毛混紡織物;復(fù)合紗;電暈放電;粘結(jié)纖維;洗可穿

  1 概述

  毛纖維的鱗片結(jié)構(gòu)、正偏皮質(zhì)分布和二硫鍵的存在賦予毛織物手感細(xì)膩活絡(luò)、回彈性好、光澤柔和的特點,但毛纖維的縮絨性和力學(xué)性能同時也造成毛織物不可機洗、尺寸不穩(wěn)定、強度低等缺陷。采用傳統(tǒng)工藝路線加工的毛滌短纖混紡織物雖對此有所改善,但短纖混紡紗線條干均勻度差、可紡支數(shù)低、織物不夠整潔勻凈,易起毛起球,在較高含毛率下未能體現(xiàn)毛型感和舒適性,且抗皺保型性差,不能水洗,洗滌后需熨燙,因此難以滿足軍服面料的使用要求。

  在美國、日本及西歐等發(fā)達(dá)國家的長絲仿毛產(chǎn)品已取得了令人矚目的進(jìn)展,我國近年在長絲仿毛技術(shù)上也有重大突破。最新開發(fā)的羊毛與滌綸長絲復(fù)合的精紡面料更加體現(xiàn)了羊毛和滌綸的長處,具有低成本高檔次的特點,同時技術(shù)含量高。通過特殊的紡紗技術(shù),可使用毛量降低,產(chǎn)品毛型感強,服用性能好,穿著舒適,可用洗衣機洗滌,是毛滌織物的發(fā)展方向。

  針對目前部隊毛料服裝存在的起毛起球嚴(yán)重、抗皺保形性差、干洗熨燙麻煩等問題,在保持產(chǎn)品風(fēng)格、降低成本的基礎(chǔ)上,提高產(chǎn)品的抗皺保形性、抗起毛起球性能,賦予機可洗、洗可穿的性能,我們著重研究了羊毛與長絲復(fù)合紡紗技術(shù)、電暈放電處理技術(shù)和復(fù)合纖維熱熔粘結(jié)技術(shù)。

  2 毛滌長短復(fù)合成紗技術(shù)的研究

  采用羊毛短纖與特種變形滌綸長絲復(fù)合制成復(fù)合紗,使長絲在紗線中起到骨架、支撐和捆綁作用,而羊毛在紗線表面,使得織物毛型感強,同時具有良好的抗皺保型性,是水洗免燙的關(guān)鍵之一。

  在復(fù)合紗中,紗線的力學(xué)性能是非常重要的一個指標(biāo),這是因為紗線的初始模量直接影響著織物的折痕恢復(fù)性,而折痕恢復(fù)性能又對織物的抗皺免燙性有影響。常規(guī)包纏紗主要有兩種類型:一是毛單紗與滌綸長絲的包纏,又有紗包絲和絲包紗之分;二是毛粗紗與滌綸長絲的包纏,又有絲包須條、交纏復(fù)合、二重包纏之分。

  從中可以看出,在零超喂下,斷裂強力和伸長的排列次序為:毛滌短纖混紡紗、毛滌長絲并捻紗、毛滌長絲包芯紗、毛滌二重包纏復(fù)合紗、毛滌交纏復(fù)合紗、毛滌交纏紗,但隨著超喂的增加,交纏復(fù)合紗和二重包纏復(fù)合紗的性能有了明顯改善,并優(yōu)于并捻紗。

  表1 紗線基本參數(shù)表
  

紗線種類

成紗細(xì)度旦

含毛量%

捻度捻/米

超喂%

毛滌短纖混紡紗

300

70

900

 

0

 

毛滌長絲并捻紗

287.5

70

900

 

0

 

毛滌長絲包芯紗

300

75

900

 

0

 

毛滌長絲包纏紗

287.5

70

900

 

0

 

毛滌包纏復(fù)合紗

287.5

70

900

0

3

8

二重包纏復(fù)合紗

287.5

70

900

0

3

8


  表2 各種紗線物理指標(biāo)測試數(shù)據(jù) 

測試內(nèi)容

混紡A

并捻B

包芯C

包纏D

交纏復(fù)合

二重包纏

0%E

3%F

8%G

0%H

3%I

8%J

斷強,N

6.168

5.514

5.476

4.761

5.380

5.476

5.689

5.873

5.626

5.425

單強,g/d

2.10

1.88

1.86

1.69

1.91

1.94

2.01

2.00

1.91

1.85

斷裂伸長,%

26.60

23.05

21.60

22.48

22.74

23.42

25.01

24.02

23.12

23.78

模量

4.368

4.396

3.948

3.905

4.405

3.320

2.550

4.490

4.120

2.808

斷裂功,J

0.2012

0.1802

0.1692

0.1485

0.1784

0.1806

0.1908

0.1923

0.1872

0.1796


   從大量試驗發(fā)現(xiàn),包纏紗的蓬松度比并捻紗好,同時包纏紗的羊毛覆蓋率也比并捻紗好。包芯紗羊毛覆蓋率可達(dá)55-60%,毛滌包纏紗可達(dá)60-65%,包纏復(fù)合紗織物后整理后,羊毛覆蓋率可達(dá)60%,這樣可用較少的羊毛得到毛型感較強的織物。

  我們在此基礎(chǔ)上研制了毛滌交纏復(fù)合設(shè)備,吸收了平行紡紗、賽絡(luò)紡、包芯紗、差捻紗等方法的優(yōu)點,并采用了靜電開纖等先進(jìn)手段。毛條在特制的紡紗設(shè)備上牽伸并直接包覆鑲嵌于蓬松的滌絲骨架上,并在同一機臺上用另一根細(xì)旦滌綸長絲包纏捆扎毛纖維及其滌綸骨架,使所制成的毛滌復(fù)合紗具有毛纖維表面覆蓋率高、強度高、保型性好、條干均勻、毛羽少、不起毛起球等優(yōu)點。從成紗工藝來看,先是包纏成紗后加捻補充成紗。從圖2、3的毛滌復(fù)合紗的電鏡照片中,可以清楚地看出紗線的復(fù)合結(jié)構(gòu)。

  表4是各種毛滌長絲復(fù)合紗織物的物理性能測試表,從中可以看出,織物斷裂強力和斷裂伸長率,以包纏復(fù)合紗最佳;織物的折痕恢復(fù)性能(急彈和緩彈)都以毛滌包纏復(fù)合紗為好,說明此類織物具有良好的保形性;織物抗起毛起球性能也是如此;從縮水率上看,復(fù)合包纏紗織物的最小。這些都說明毛滌長短復(fù)合包纏紗織物能夠滿足水洗免燙的要求。

  3 電暈放電等離子體處理技術(shù)的研究

  紡織工業(yè)上應(yīng)用較多的等離子體主要有電暈放電和輝光放電,它們都屬于低溫等離子體。由于電暈放電可在空氣中常壓下進(jìn)行操作,設(shè)備也相對簡單一些,所以電暈放電在聚合物表面改性方面的應(yīng)用越來越廣。

  電暈放電所產(chǎn)生的光輻射、中性分子流和離子流中的絕大多數(shù)粒子能量均高于聚合物的結(jié)合能,這樣作用于聚合物表面會引起內(nèi)部各種化學(xué)鍵發(fā)生斷裂或重新結(jié)合,表現(xiàn)在大分子的降解、材料表面和外來氣體、單體發(fā)生反應(yīng)。

  表3 各種毛滌長絲復(fù)合紗織物的物理性能測試結(jié)果

品 種

毛滌短纖凡立丁

毛滌短纖馬褲呢

并捻嗶嘰

包纏嗶嘰

包芯嗶嘰

復(fù)合包纏嗶嘰

密度根/10cm

經(jīng)向

226

523

323

300

307

316

緯向

192

213

252

255

248

262

質(zhì)量,g/㎡

171.1

469.5

251.6

195.4

219.0

202.4

折痕恢復(fù)性,度

急彈

208

296

240

292

317

306

緩彈

297

318

280

312

321

326

斷裂強度N

經(jīng)向

711

1817

957

631

639.6

801.6

緯向

558

1340

1443

1110

1224.4

1282

縮水率 %

經(jīng)向

-0.26

-1.99

-0.77

-1.40

-1.39

-1.06

緯向

-0.27

-1.34

-0.28

-0.27

-0.33

-0.19

起毛起球,級

4-5

4

4

2-3

4

4


  由于羊毛纖維表面排列著一層結(jié)構(gòu)緊密、定向的鱗片層,使得羊毛具有與其他纖維不同的性能,如定向摩擦效應(yīng)、耐腐蝕性、表面疏水性等,并影響紡織染整加工及使用,如羊毛的防縮性、染色性等。

  羊毛經(jīng)過電暈放電處理后,從纖維表面來講,導(dǎo)致了羊毛鱗片層的形態(tài)改變。圖4是各種羊毛的掃描電子顯微鏡照片。從圖中可以看出,未經(jīng)電暈放電處理的

  羊毛纖維表面鱗片完整光滑,排列緊密。而我們適當(dāng)條件電暈放電一次處理后的羊毛纖維鱗片尖端已被破壞、鈍化;經(jīng)過兩次處理后,則發(fā)現(xiàn)羊毛鱗片幾乎完全脫落,表面變得凹凸不平。

  鱗片層的去除有利于羊毛織物的氈縮性的降低,降低了定向摩擦效應(yīng)。表5是電暈處理前后的羊毛纖維表面摩擦系數(shù)的變化,從表中可以看出,經(jīng)電暈處理后雖然正逆摩擦系數(shù)均有提高,但(μ2-μ1)/μ1即定向摩擦效應(yīng)(DFE)卻降低了,這表明盡管表面粗糙程度提高,但大大降低了因鱗片層造成的定向摩擦效應(yīng),從而可以改善毛織物的防氈縮性,這一點可從表5得到證實。從表5可以看出,對于純毛凡立丁織物,電暈處理后其縮水率有較大的下降,而對于毛滌織物由于羊毛含量不是很高,縮水率變化不很明顯,但仍有一定效果。

  表4 電暈放電處理前后羊毛織物表面摩擦系數(shù)的變化

處理方式

μ1

μ2

μ2-μ1

(μ2-μ1)/μ1

未處理

0.158

0.348

0.190

1.202

電暈處理

0.314

0.528

0.214

0.682


注:μ1為順向摩擦系數(shù);μ2為逆向摩擦系數(shù)。

  表5 電暈放電處理前后織物縮水率的變化;

 

織物種類

純毛凡立丁

毛滌凡立丁

毛滌嗶嘰

毛滌馬褲呢

原樣

電暈

原樣

電暈

原樣

電暈

原樣

電暈

縮水%

經(jīng)向

-1.8

-1.3

-0.5

-0.4

-0.7

-0.6

-0.6

-0.4

緯向

5.1

2.1

0.8

0.6

-0.4

-0.3

-0.5

-0.2


  通過X-光電子能譜(XPS)分析可以發(fā)現(xiàn)電暈放電后纖維表面元素含量變化,從表7可以看出,主要是氧含量有很大的提高,O1S/C1S的比例由原來的15%增加到28.9%。主要是電暈放電后羊毛表面結(jié)合了空氣中的氧從而發(fā)生氧化而致,一方面增加了纖維表面的極性,提高了羊毛對酸性染料的吸附,可以提高得色量;另一方面,部分二硫鍵的斷裂氧化,大大降低了羊毛鱗片胱氨酸二硫鍵的密度,染色時可以降低染料的滲透阻力,有利于染料的擴(kuò)散,提高了上染速率。經(jīng)適當(dāng)電暈處理前后毛織物用中性染料染色的上染速率曲線,我們發(fā)現(xiàn),一定條件下處理的毛滌織物,在6g/l的中性染料浴中上染的深度與未處理織物在8g/l染浴染色深度相同

  表6 電暈放電處理后純毛織物表面化學(xué)元素變化

處理情況

表面化學(xué)組成,%

C1S

O1S

N1S

S2P

O1S/C1S

未處理

81.07

12.16

5.11

1.66

15.0

處理后

73.43

21.25

3.97

1.35

28.9

  我們通過對堿溶度、吸酸值、回潮率及染色飽和值變化的研究發(fā)現(xiàn),電暈放電處理只是改變了羊毛纖維表面很淺的鱗片層,表層的部分二硫鍵發(fā)生氧化斷裂,增加了羊毛纖維的粗糙度,提高了毛纖維的抱合力,對羊毛內(nèi)在的本質(zhì)特性沒有改變,所以電暈放電處理后羊毛的強力不會下降,反而略有增加;起毛起球性能提高;織物的彈性卻略有下降,不很明顯,由于羊毛彈性好與二硫鍵的交聯(lián)有關(guān)。這些可以從表7中看出。

  表7 電暈放電對織物的物理性能影響

織物種類

純毛凡立丁

長絲復(fù)合毛滌嗶嘰

電暈處理

未處理

電暈處理

未處理

平均單紗強力 N

經(jīng)向

3.24

2.89

9.22

9.25

緯向

3.03

2.69

8.62

8.60

折皺回復(fù)角度

急彈

263

278

289


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