饰品之家讯：纺织产品在生产加工过程中接触到各种化学品,特别是后整理加工会用到种类繁多的后整理剂。功能整理如防皱免烫、防水透气、抗静电、卫生抗菌、阻燃防火、手感柔软等都是通过化学整理、物理整理或化学与物理相结合来实现的。但是,化学整理中的树脂整理剂、涂层剂和柔软剂会含有甲醛;阻燃剂、防水剂等含有重金属离子;抗微生物整理剂、防蛀杀虫剂等化学物质都具有毒性,危害人体健康。即使对棉、麻织物采用液氨整理新技术,其整理效果特好,棉有丝亮感,麻有柔软感,但挥发的氨气及液氨回收技术还不完善,会污染环境。后整理是提高产品档次和附加值的重要手段,随着高新技术的发展和环境的要求,生态整理技术将不断涌现。
1 纺织品柔软整理
1.1 物理整理
为了改善天然纤维织物的外观、手感及服用性能,国内外在柔软整理领域进行了全方位的研究,例如化学柔软剂的使用、生物酶技术的开发及物理机械式柔软整理的研究等。但是,随着环保意识的不断增强,对于物理机械式的绿色整理技术的研究日益加强。在AIRO1000型气流式柔软整理机上进行的整理(简称爱罗整理)是近年来新开发的柔软整理技术。它是将多种物理机械作用,如气流传导膨化、机械揉搓拍打等手段融合在一起对织物进行加工的方法。整理后的织物手感柔软丰满、滑爽蓬松、结构活络。在加工中减少了化学物品的使用,使得织物纤维受损减小,对人体和环境的损害降低[1]。
爱罗松式特种柔软整理当织物以绳状进入处理槽时,在文丘里管内产生的强大气流驱动下,途经导布装置,以较高速度在管内运行,当织物离开文丘里管尾部出口时,因压力骤减,被高速甩打至后部的不锈钢栅格上,起到了揉搓、拍打作用。织物在被拍打在栅格上的同时松式展开门幅。织物在整个整理加工过程中,可被栅格击打数百次,也可根据织物和工艺要求不向栅格甩打,而直接落入弧形板上(如丝绸织物的整理)。
1.2 生物酶柔软整理
纤维素酶因其在棉织品染整加工中鲜明的生态纺织品特色,即对人体健康的安全性和加工过程的绿色环保性,已得到越来越广泛的应用。生物酶整理技术是借助于具有生物活性的纤维素酶的生物降解作用,使纤维素纤维分子的葡萄糖键在短时间内水解成可溶性的低聚短链寡糖和葡萄糖,由于生物酶的分子体积较大,不易渗透到纤维内部,所以水解反应只会限制在纤维表面进行。正是生物酶的这一特殊作用,削弱了纤维表面的小茸毛与主体纤维之间的结合力,再经过处理过程中的机械摩擦作用,这些小茸毛便从纤维表面脱落下来。纤维素酶不仅用于纤维素纤维的纺织品柔软整理,也用于蛋白质纤维(羊毛)纺织品的防毡缩和柔软整理。特别是用纤维素酶对苎麻纤维层水解,能消除刺痒感,增加防皱性能,达到挺括、舒爽的效果。Tencel纤维纺织品,酶协同生态整理,天然彩色棉织物有可能实现从纤维种植到织物生产过程的“零污染”[3]
。
2 纺织品免烫整理
2.1 无甲醛免烫整理
20世纪90年代,随着人们回归自然意识的加强,天然纤维织物越来越受到人们的青睐,耐久压烫整理的研究也随之活跃起来。由于N-羟甲基酰胺树脂在生产和使用过程中会释放甲醛,存在环保问题,所以这类树脂防皱整理剂已不能使用,开发低甲醛和无甲醛树脂是发展趋势。目前主要集中于聚氨酯、壳聚糖及多元羧酸(PCAS)等无甲醛防皱整理剂的开发。织物上的甲醛释放量尽管可以通过控制工艺条件使之达到Oeko2TexStandard100规定的要求(0.1mg/kg),但实际生产过程中很难保证它的稳定性。近几年来发展了无甲醛整理剂,多元羧酸类整理剂己发展到工业化试用阶段,其弹性、外观、平整度、耐久性等与含有甲醛的N-羟甲基酰胺类树脂整理剂基本相同。
2.2 超声波免烫整理应用
超声波整理能提高水洗效果,羊毛洗涤加工中施加超声波,洗涤时间可从3h到15min (在强度为129W/cm2时效率最大);在织物染色和印花后水洗加工中使用超声波,也能显著提高水洗效果,大量节约用水量,减少污染。超声波用于纺织品的后整理,同样能取得很好的效果;在棉织物的脲醛树脂整理中应用频率分别是8kHz和18kHz的超声波能使树脂在纤维内部的渗透性好,分布较均匀,织物整理后回弹性好;超声波用到拒水整理等加工中,均匀性好,能提高整理效果。超声波处理时没有光等辐射能放出,而只有热能。因此,对纤维的作用没有等离子体和辐射能那样强烈,对纤维不造成显著的损伤。超声波处理后的纤维纵向和横截面与单用水处理的一样。此种处理方法对节约能源,节约用水,减少染化料用量,减少污水,减轻污水处理负荷是有积极意义的[4]。
3 纺织品抗紫外线整理
3.1 纺织品固有的紫外线防护功能
纺织品(服装面料)自身就具有紫外线的防护功能,不要盲求纺织品的功能化的化学整理。纺织物紫外透过率与纤维种类、织物紧密度、织物厚度3个因素直接相关。不同纤维对紫外线的吸收能力完全不同,而且同一种纤维对不同波长的紫外线也有不用酶处理后可除去原纤茸毛,提高服用性能。纤维素酶进行的织物整理,具有整理效果的永久性和对环境的低污染性。因为它不会产生任何有害的化学物质[2]。纤维工作者对天然彩色棉的结构初步分析发现,天然彩色棉的天然色彩存在于纤维次生胞壁内,发色基团与羰基有关。通过生态整理,可部分剥除纤维表面覆盖层,使天然彩色棉充分显色,同时可起到去茸毛、除杂和柔软作用。经纤维素酶和果胶同的透过率。例如涤纶纤维对波长在310～320nm和355～375nm间的紫外线透过率有急剧增大的趋势;涤纶纤维和羊毛纤维对紫外线的透过率较低;棉纤维和粘胶纤维对紫外线辐射的透过率较高;蚕丝对紫外线辐射的透过率居中[5]。
同一种纤维织物越厚,其抗紫外线辐射的性能越好,相同厚度时,蚕丝的抗紫外线辐射性能好于棉。织物的紧密度可用覆盖系数或孔隙率来表示,两者基本上成互补关系,即覆盖系数(C)=1-孔隙率(P)。覆盖系数可用紧密度理论值来表示,如果纤维的抗紫外线辐射性能特别好,织物又相当厚,则UPF值的假想极大值可看作是1/P。棉纤维未经抗紫外线整理剂处理时,对于织物的各种孔隙率(P),相应的UPF值都很低。
3.2 抗紫外线的整理
减少紫外线对皮肤的伤害,必须减少紫外线透过织物的量,主要途径:一是增强织物对紫外线的吸收能力,这要通过选用适当的纤维和用紫外线吸收剂进行整理来达到。二是增强织物对紫外线的反射能力,通过选用适当的纤维和织物组织结构及用反光剂(如超微粒陶瓷粉)进行整理来达到。紫外线吸收剂整理有高压吸收法(一些不溶或难溶的整理剂)、常压吸收法(一些水溶性的吸收剂)、浸轧或轧堆法(主要是棉织物)、涂层法(一些对涤、锦纤维没有亲和力的吸收剂)。这些抗紫外线的吸收和反射(散射)剂国内外公司推出很多,但生态性均较差,其用量较少,对人体和环境危害不大。自1988年纺织品超临界流体染色的首项专利发明以来,超临界二氧化碳流体在纺织工业中的应用研究主要集中在染色方面,尤其是用于分散染料染涤纶纤维。但关于超临界流体对纺织品进行功能整理的研究报道却较少,仅在一些专利中提到可对涤纶进行抗紫外线、加香和防虫整理等。苯并三唑类紫外线吸收剂的分子结构与分散染料相近,对涤纶纤维有较高的吸附性,常用于涤纶织物的整理。东华大学的文会兵等[6],采用苯并三唑类紫外线吸收剂UV2234,在超临界二氧化碳中对涤纶进行抗紫外整理。研究了温度、时间对紫外线吸收剂UV2234在纤维上的吸附性能、纤维抗紫外性能和织物物理性能等影响。结果表明,在处理温度为393K,处理时间90min,压力20MPa的工艺条件下,涤纶织物经UV2234整理,UPF值可达到60。
4 纺织品功能保健整理
纺织品功能保健整理是集染整新技术、精细化工、纺织加工技术、纤维材料等众多学科于一体的交
叉性科研领域。
4.1 抗菌卫生整理
4.1.1 纺织品抗菌剂整理
抗菌除臭整理剂按其结构可分成6类,即无机化合物型、季铵盐型、有机氯化物型、胍类、杂环型和其它。这些抗菌剂的分子结构中含有对生物有活性的基团,例如不饱和双键或三键、二氯甲基、阳离子以及与核酸中的碱基腺嘌呤、鸟嘌呤或胞嘧啶等结构相似的基团等,能与生物体中有关基团,如巯基、氨基等发生反应,从而抑制、破坏核酸生成,因此抗菌整理又称生物活性整理。为了充分发挥抗菌剂分子的活性,抗菌剂的分子结构中还需有成型基团,以提高抗菌剂的穿透能力。一般认为,直链的烃基的穿透能力比带侧链烃基强;低级烃基的穿透能力比高级烃基强;对半径越小的卤素原子的穿透力越强,即F>Cl>Br>I。而抗菌剂的生物活性需通过各种试验来判断。
可供选择的抗菌剂品种较多,适用范围较广,加工方便。天然纤维纺织品多半以抗菌剂整理方法为主。北京洁尔爽公司抗菌整理剂SCJ2877(有机硅季铵盐化合物)适用于棉、毛、涤棉、粘纤等织物的抗菌整理,它具有优良的安全性、良好抗菌性。宁波化工院有机硅卫生整理剂NBMSI24(有机硅)主要适用于内衣裤、袜子、床上用品的抗菌防臭整理。具有耐久、高效、安全的性能。用上海经纬公司的JNS2200长效抗菌剂(非溶出型季铵盐)处理后的纺织品同时具有抗菌、抗螨、抗静电、免烫等功能。科莱恩公司的山宁泰T90204适用于所有的纺织品,与皮肤直接接触的白织物和色织物。处理中要特别考虑温度稳定性,液温大于120℃稳定,烘干/固着对棉为150℃,对于其他织物为140℃。具有良好的生物降解性。纯涤纶织物先进行预处理,以便抗菌效果更好。
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