負離子后整理是一種新型的后處理技術.它把能釋放負離子的天然礦石或低輻照劑量的放射性礦石粉碎成超細微粉,便可用為制備負離子功能整理劑的基礎原料,然后分散于粘合劑中,制成陰離子型、pH值為弱酸性和在水中易分散的弱粘性分散液體,再通過浸軋法或浸漬法將其固著在織物表面,從而使織物具有負離子性能.
采用后整理方法加工負離子織物具有簡單方便、適用范圍廣、成本低和流程短等優點,但同時也存在手感偏硬以及牢度降低等方面的問題.本文主要討論負離子整理后棉織物的性能變化.
1織物負離子整理
1.1試驗方案
采用正交試驗法設計負離子整理試驗,通過試驗求出整理后織物釋放負離子能力較強的優化工藝方案,因此,整理后的織物負離子釋放量是一個最主要的考查指標.同時,因為采用負離子整理對織物的手感和透氣性會有一定的影響,所以,織物的手感、透氣性也是工藝方案優化的考查指標.采用浸軋法對織物進行負離子整理.從文獻[2,4,5]和初步單因子試驗分析,確定負離子的整理工藝參數.采用四因素三水平正交設計安排試驗,試驗因素:A為負離子整理劑的體積分數;B為焙烘溫度;C為焙烘時間;D為織物浸泡試劑的時間.因素水平見表1.
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1.2織物負離子整理
純棉府綢織物,紗線規格為9.7tex×9.7tex,經向密度為496根/10cm,緯向密度為398根/10cm,面密度為87g/m.工藝流程如圖1所示.
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負離子浸軋整理液采用二浸二軋工藝,并控制軋余率為80%左右,預烘溫度為80℃,預烘時間為5min.采用DHG一9075A型電熱恒溫鼓風干燥箱,屬熱風烘燥,即利用熱空氣使織物烘干.被加熱空氣由噴口噴向織物,使織物上的水分蒸發到空氣中.
2測試
2.1負離子發生能力測試
采用東華大學的ITC一201空氣離子測試儀測試織物整理后的負離子釋放量,該儀器為自主知識產權的測試儀器.測試原理如圖2所示.
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被測對象是負離子紡織品,在流
2.2手感測試
2.2.1織物手感模糊評價方法
采用儀器測定物理力學量客觀評價風格優劣,主要測量織物的柔軟性、光滑性、冷暖感和皮膚觸感等性能的硬挺度、動摩擦因數、靜摩擦因數、折皺回復角、厚度、面密度和白度等7個指標,然后用數學方法得到評價風格優劣的定量指標.應用模糊數學方法,通過數學模型來獲取定性數據,評價織物手感,使織物手感能用一個數值來表示其好壞.
定義3個集合:
1)因子集U={1,2,…,},因子集為模型中各因素的集合,r/為因素的個數;
2)水平集V={l,2,…,771},指的是因子集中因素i的水平集;
3)子集向量R=(l,2…,r)用來評定因子i對水平集的貢獻,是V的模糊子集.設模糊轉換矩陣為R,以UR(,)來代表rr為因素i的水平在模糊轉換矩陣R中的隸屬度.
經專家及有經驗的工作者對手感等各項指標的重要性進行分配,確定各因素的權重,然后對各因素的權重進行統計,取平均值,得出織物手感客觀評定模型中各因素的權重集合分配結果:
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式(3)中甜分別為硬挺度、靜摩擦因數、厚度、面密度、動摩擦因數、折皺回復角及白度的模糊評價值.
2.2.2織物的各項性能指標值
經負離子整理后的織物手感性能指標值,如表2所示.
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3結果分
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3.1各因素最優水平分析
一項試驗,常常需要用2個或更多個指標來衡量其效果.多指標試驗分析常用綜合平衡法,即先把各項試驗指標按單指標分別獨立進行分析,然后再根據分析的結果進行綜合平衡,采用極差法分析整理所獲得的數據.利用正交表的計算分析,分辨出主次因素,預測更好的水平組合,為進一步地試驗提供有份量的依據.極差分析是通過簡單計算各因素水平對實驗結果的影響,并用圖表形式表示出來,通過極差分析、綜合比較,最后確定優化方案.
根據試驗數據,分析整理劑體積分數、焙烘溫度、焙烘時間和浸泡時間等4個因素對負離子釋放量、手感、透氣量的影響.因素與各指標的關系圖,如圖3~5所示.
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3.1.1各因素對考核指標影響的主次順序
極差分析得出各因素對指標影響的主次順序:負離子釋放量為D、A、B、C,手感為B、A、D、C,透氣量為D、B、A、C.
按多數傾向可得出4個因素對3個指標造成影響最大的是因素D,影響最小的是因素c,影響程度排第2的因素傾向于因素B,但負離子釋放量I是主要考核指標,因此次主要因素為A,剩下的因素B的影響程度則排在第3.因此,綜合考慮后,4個因素對3個指標的影響主次順序為DABC(主一次).即浸泡時間為主要影響因素,其次是負離子整理劑的體積分數,再次是焙烘溫度,最后是焙烘時間.
3.1.2確定各因素較優水平組合
按極差分析中的K(或K)的數值大小及因素與指標關系確定各因素的最佳水平組合:負離子釋放量為A2B2C2D2,手感為A3BlC3D3,透氣量為A3B3G2D2.
因素A,對3個指標均為較主要的因素,通常應按多數傾向選取A3綜合考慮后,選取水平A3因素B對負離子釋放量工的影響呈山形趨勢,B2時效果最好,對手感模糊評價Ⅱ則呈現下降趨勢;B1手感最好,B3手感
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從負離子釋放量指標來看,整理織物的負離子發生能力較好,達到1207.54個/cm,是原布的6倍;而透氣量為506.3mm/s,較原布的透氣量減少,為原布透氣量的93%.從手感模糊評價來看,負離子整理劑對織物的手感均造成了影響,負離子整理織物后的手感模糊評價值0.772,為原布的90%.手感模糊評價中,主要是整理之后的白度和折皺回復角下降,整理后分別為原來的90%和93%.文獻[8]中將白度作為手感模糊評價中的一個指標,在實際生產中織物的顏色可以通過染色來調節.真正對織物手感影響較大的是其他幾項指標,本試驗整理后織物的反映柔軟性的主要指標硬挺度保持較好的水平.
4結語
1)負離子整理的4個因素:整理劑體積分數、焙烘溫度、焙烘時間和浸泡時間對負離子釋放量、透氣量和手感模糊評價值的影響主次順序為DABC.即浸泡時間為主要影響因素;其次是負離子整理劑的體積分數;再次是焙烘溫度;最后是焙烘時間.所整理織物具有較高的負離子釋放量,最優的負離子整理工藝方案組合為A3B2C2D2,即整理劑體積分數為14%,焙烘溫度為160℃,焙烘時
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