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腈纶仿羊绒纱线的抗静电整理及其针织物的性能

2019-10-13 17:19

——天然蚕丝纤维成网水刺关键技术及其在卫生制品中的应用

来源|《现代纺织技术》

□作者为东华大学纺织学院副院长靳向煜

作者|孙淑娟 ,蒋苏斌 ,杜平凡

靳向煜

文章编号1009-265X06-0047-04

作者的话该论文是东华大学与福建恒安集团有限公司、绍兴县庄洁无纺材料有限公司合力完成。本课题的研发,扩大了蚕丝纤维的应用领域,使产品形式多样化,对促进我国水刺非织造行业的技术进步具有重要意义。

采用KF-480非离子型与JYK-ANS阳离子型两种不同的抗静电剂分别对腈纶仿羊绒纱线进行功能整理。将纱线织成针织物后,通过测试织物的静电压峰值及半衰期,比较两种抗静电剂的抗静电效果,并研究了JYK-ANS阳离子型抗静电剂的最佳工艺参数。结果表明:KF-480非离子型抗静电剂适合一次性的抗静电整理;而JYK-ANS阳离子型抗静电剂的抗静电效果和耐久性均较好,并且,该抗静电剂对腈纶仿羊绒纱线进行整理的最佳工艺参数为:抗静电剂质量浓度30 g/L、烘燥温度90 ℃、烘燥时间5 min。

丝绸是我国传统产品,一直以机织为主,“六五”以来,开发了蚕丝针织物,经30多年的研发,蚕丝针织物已成为一大类丝绸产品。蚕丝的丝肽中含有18种对人体有益的氨基酸,与人体皮肤的相适性强,具有护肤、养颜、减缓肌肤衰老的功能性。


蚕丝纤维水刺非织造材料的安全性、舒适性和功能性,决定了其在一次性卫生用品的高档贴肤面料及医用敷料、创可贴、美容面膜或其他生活用品领域具有极佳的推广应用前景。目前蚕丝相关非织造技术及其产品鲜有报道,本课题的研发,扩大了蚕丝纤维的应用领域,使产品形式多样化,提高了附加值,对促进我国水刺非织造行业的技术进步具有重要意义。

羊绒集纤细、轻薄、柔软、滑糯、保暖于一身,是高档的纤维原料,但价格昂贵、难于保养。腈纶仿羊绒纱线在一定程度上可作为羊绒纱线的替代品,但腈纶作为合成纤维的品种之一,同样存在着吸湿性差、易积聚电荷的缺点。据谭家皓等研究,山羊绒的质量比电阻为6.94 GΩ€€g/cm€€,而腈纶仿羊绒的质量比电阻为28.13 GΩ€€g/cm€€,说明仿羊绒导电能力较差,在生产过程中容易产生静电。改善腈纶仿羊绒纱线的抗静电性能有利于使其更接近羊绒的特性,从而提高产品附加值。

蚕丝水刺布加工关键技术包括预处理(漂白、抗静电处理、亲水处理技术、亲水剂与抗静电剂复配)和梳理加固(双道夫梳理技术、超喂预湿技术、高缠结水刺技术、水循环处理技术)。

腈纶的抗静电改性方法,主要有共混、共聚、接枝亲水基团,导电纤维的混纺,抗静电剂表面整理等。其中,共聚、共混、接枝亲水基团的抗静电方法均较为复杂,而混纺金属导电纤维的方法对织物的服用性能有较大影响,且成本较高。本文采用抗静电剂后整理的方法对腈纶仿羊绒纱线进行抗静电处理,通过浸渍、脱水、烘燥等步骤赋予其抗静电功能。

预处理关键技术

1.1.实验材料及仪器

采用纯碱、双氧水、硅油、抗静电剂等对蚕丝纤维脱胶、漂白与抗静电处理,白度>75,质量比电阻由3.4×1011Ω·g/cm2下降至2×109~2×1010Ω·g/cm2,改善了蚕丝预梳理过程中的静电效应。

实验材料:36 tex×2腈纶仿羊绒纱线,SSA亲水氨基硅油柔软剂,KF-480非离子型抗静电剂,JYK-ANS阳离子型抗静电剂,SDC中性洗涤剂,纯碱。

本课题研究确定了优化参数:抗静电剂最佳浓度为0.2%;浸渍温度为75℃;浸渍时间为15min。

实验仪器:YG086C缕纱测长机,GSJX-HF-42型手摇横机,Y802N八篮恒温烘箱,YG342D型静电测试仪,SW-24E耐洗色牢度试验机。

蚕丝主要成分的分子结构紧密,比电阻大,难以适应高速梳理工艺和最终产品亲水需求。通过助剂筛选,采用亲水助剂A和亲水助剂B对蚕丝纤维进行改性。

1.2.实验方法

通过数据分析蚕丝纤维的吸水性、比电阻、上油率以及梳理试验结果,确定了亲水助剂A与亲水助剂B的最佳配比为9︰1,最佳试剂浓度为0.3%,最佳烘干温度为80℃。

1.2.1.抗静电剂整理

采用了正交试验方法研究了不同亲水剂与抗静电剂的复配效果。确定的最佳工艺条件为:抗静电剂浓度为0.2%;亲水剂质量浓度为0.25%;浸渍温度为80℃;浸渍时间为10min;最佳下沉时间为13.7s;质量比电阻为2.2×108Ω·g/cm2。

先按1∶10的浴比配制抗静电剂工作液,并在其中添加2 g/L的柔软剂;再将腈纶仿羊绒纱线置于工作液中,浸渍30 min;接着对纱线进行脱水干燥,脱水时间为2~3 min,控制带液率为30%;最后在一定烘燥温度下对纱线进行烘燥处理。

梳理成网关键技术

1.2.2.针织样片织制

采用两路开松、混合和梳理系统,梳理机采用双锡林——双道夫——双凝聚罗拉结构,通过蚕丝纤维亲水和抗静电处理,成网速度达到50m/min。

将经过抗静电剂整理后的36 tex×2腈纶仿羊绒纱线在12针手摇横机上织成双罗纹针织样片。

预湿:采用纤网超喂技术,使预湿后纤网能顺利转移至转鼓第一道水刺区域,提高缠结。

1.2.3.洗涤程序

水刺压力:经四道水刺加固,采用“从低到高”的压力设置;压力范围(45-50-55-60bar)~(60-85-85-90bar)。

抗静电织物按照GB/T 8629€€2001《纺织品实验用家庭洗涤和干燥程序》7A程序进行洗涤。洗涤在SW-24E耐洗色牢度实验机中进行,浴比为1∶30,SDC质量浓度为2 g/L,纯碱质量浓度为2 g/L,洗涤3 min,冲洗6 min,脱水1 min,再冲洗2 min,脱水5 min。

水刺压力低,强力稍低,手感好,穿透时间长;水刺压力高,强力高,光泽好,穿透时间短。

1.2.4.不同抗静电剂的抗静电效果实验

图为梳理机结构示意图

单因子实验中,抗静电剂质量浓度、烘燥温度、烘燥时间均保持相同,仅改变抗静电剂类型,对腈纶仿羊绒纱线进行抗静电整理,具体参数见表1。并且,将不同抗静电剂整理后的双罗纹针织物按1.2.3中的洗涤程序洗涤1次。

蚕丝纤维超喂预湿关键技术:改善纤维抱合,实现预湿后纤网的顺利转移;调节纤维排列方向,缩小纤网纵横向强力比。

1.2.5.JYK-ANS抗静电剂最佳工艺参数实验

水处理及水循环工艺流程为:工艺用水→脱水箱→水汽分离器→储水箱→气浮装置→储水箱→沙过滤器→储水箱→管式过滤器→袋式过滤器→工艺用水。

抗静电剂质量浓度、烘燥温度、烘燥时间均会对抗静电剂的抗静电效果产生一定的影响。一般来说,考察3种因子对于实验结果的影响,需进行全面实验,即3×3×3=27次实验,实验过程过于繁琐;而采用正交实验的实验方案,则可选取具有代表性的试验参数组合进行实验,从而确定其JYK-ANS抗静电剂的最佳工艺参数。本实验采用L€€正交表,针对抗静电剂质量浓度、烘燥温度、烘燥时间这3个因素设置一定梯度的3水平,实验参数见表3,具体实验步骤见1.2.1及1.2.2。

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