1 前言
傳統工藝中主要采用2D或其改性樹脂作為抗皺整理劑進行免燙整理。由于纖維素大分子鏈的酸性降解和大分子之間的交聯，使得整理后織物的強力下降比較嚴重。純棉薄織物的基礎強力絕對值較低，免燙整理后織物強力下降會更嚴重。因此，既保證達到免燙效果又不降低織物強力保留率是目前急需解決的問題[1-3]。
聚氨酯（PU）是分子結構中含有-NHCOO-單元的高分子化合物，具有良好的成膜性和彈性,在免燙整理中取代一部分樹脂,可以明顯提高織物的回彈性和織物強度。
本文將聚氨酯和免燙樹脂復配用于免燙整理，探討了如何使整理后的織物具有高強力保留率和理想的免燙效果，并研究了相關的工藝條件和影響因素[4-6]。
2 實驗部分
2.1 試驗材料
織物:半漂的平紋棉織物40/40 133/72。
藥品:免燙樹脂LT (上海市紡織科學研究院)水溶性聚氨酯交聯劑pu95(上海市紡織科學研究院)水溶性聚氨酯交聯劑pu2F(上海市紡織科學研究院)
儀器:KLFH—K型軋車，電子天平，YG541B型織物折皺彈性測試儀，電子織物強力機。
2.2 測試方法
紡織品織物折痕回復性的測定 回復角法 GB/T3819-1997；
紡織品織物拉伸性能 第一部分：斷裂強力和斷裂伸長率的測定條樣法 GB/T3923.1-1997；
紡織品織物拉伸性能 第一部分：沖擊擺錘法GB/T3917.1-1997；
紡織品的調濕與實驗用大氣 GB/6529—86；
2.3 試驗方法
浸軋( 軋余率75%-85%)→烘干(100℃×1.5min)→焙烘→水洗→烘干。
3 結果與討論
3.1 整理劑對棉織物各項性能的影響
3.1.1 免燙樹脂的用量對棉織物性能的影響
在其他條件不變的情況下，改變免燙樹脂的用量，考察在不同的用量下對織物的白度、折皺回復性能、斷裂強力以及撕破強力的影響。
表1 整理劑LT的用量
| LT 濃度/(g/L) | 白度 | 緩彈折皺回復角° | 斷裂強力保留率/（%） | 撕破強力保留率/（%） | ||
| 經向 | 緯向 | 經向 | 緯向 | |||
| 0 | 76.75 | 104 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 60 | 73.91 | 127.6 | 82.96 | 95.38 | 94.23 | 98.69 |
| 80 | 73.13 | 148.1 | 75.77 | 90.24 | 88.31 | 96.86 |
| 100 | 73.96 | 171.2 | 64.34 | 81.12 | 86.32 | 95.45 |
| 120 | 74.78 | 198 | 57.74 | 71.61 | 81.10 | 87.03 |
| 150 | 73.30 | 209.8 | 57.91 | 53.96 | 79.60 | 78.66 |
從表1可以看出，織物的折皺回復角隨著整理劑用量的增加而增大，但隨著整理劑用量的增加，整理后織物的撕破強力和斷裂強力都有所下降，因此對于全棉薄織物，要達到免燙效果，又要最大限度的提高織物強力保留率，單獨使用免燙樹脂是很難做到的。
3.1.2 聚氨酯的用量對織物性能的影響
在其他條件不變的情況下。分別改變pu95和pu2F的用量，考察不同用量下對織物的白度、折皺回復性能、斷裂強力以及撕破強力的影響。
表2 pu95的用量對實驗結果的影響
| Pu95濃度/(g/L) | 白度 | 緩彈折皺回復角° | 斷裂強力保留率/（%） | 撕破強力保留率/（%） | ||
| 經向 | 緯向 | 經向 | 緯向 | |||
| 0 | 73.96 | 171.2 | 64.34 | 81.12 | 86.32 | 95.45 |
| 5 | 72.70 | 176.2 | 64.54 | 73.91 | 81.59 | 88.21 |
| 10 | 74.94 | 185.8 | 66.82 | 71.51 | 80.85 | 83.44 |
| 15 | 74.53 | 185.6 | 67.03 | 70.15 | 87.56 | 87.89 |
| 20 | 73.50 | 186.4 | 68.68 | 75.14 | 83.33 | 86.94 |
從表2中可以看出，隨著pu95用量的增加，整理后織物的折皺回復性增大。當pu95的用量超過10g/L時，織物的折皺回復角變化不大。隨著整理劑用量的加大，經向斷裂強力保留率增大，緯向斷裂強力保留率和撕破強力保留率卻有所下降。
表3 pu2F的用量對實驗結果的影響
| Pu2F濃度/( g/L) | 白度 | 緩彈折皺回復角° | 斷裂強力保留率/（%） | 撕破強力保留率/（%） | ||
| 經向 | 緯向 | 經向 | 緯向 | |||
| 0 | 73.96 | 171.2 | 64.34 | 81.12 | 86.32 | 95.45 |
| 15 | 75.49 | 176.3 | 64.38 | 81.76 | 86.32 | 95.22< |
| 30 | 75.43 | 188.3 | 64.33 | 81.80 | 88.81 | 95.65 |
| 45 | 75.57 | 188 | 65.15 | 82.07 | 91.29 | 96.22 |
| 60 | 75.80 | 191 | 65.70 | 82.72 | 89.55 | 97.13 |
從表3中可以看出，隨著pu2F用量的增加，整理后織物的折皺回復性增大。當pu2F的用量超過30g/L時，織物的折皺回復角變化不大。隨著整理劑用量的加大，斷裂強力保留率和撕破強力保留率都有所增加。
水溶性聚氨酯帶有可反應的基團，在高溫焙烘的條件下，異氰酸酯脫去保護基恢復活性，形成的R- NHCOO-可以與棉纖維上的羥基（OH-）反應，也可與聚氨酯分子上的其他活性基團反應，在織物上交聯成網狀大分子，從而提高織物的回彈，并且具有較好的耐洗性。
因此，在整理液中加入水溶性聚氨酯與免燙樹脂復配，在保證薄織物強力的前提下，可以提高織物的抗皺性。
3.2 聚氨酯與免燙整理劑的協同作用研究
根據上述研究結果
表4 正交試驗設計因素和水平
| 水平 | A:LT濃度/(g/L) | B:Pu95濃度/(g/L) | C:Pu2F濃度/(g/L) | D:焙烘溫度/℃ | E:焙烘時間/min |
| 1 | 60 | 2.5 | 10 | 130 | 0.5 |
| 2 | 80 | 5 | 20 | 140 | 1 |
| 3 | 100 | 7.5 | 30 | 150 | 2 |
| 4 | 120 | 10 | 40 | 160 | 3 |
3.2.1 測試結果
參照相關的織物測試國家標準，測試結果見表5
表5 實驗測試結果
| 實驗序號 | Ⅰ：緩彈折皺回復角/（°） | 斷裂強力保留率/(%) | 撕破強力保留率/(%) | ||
| Ⅱ：經向 | Ⅲ：緯向 | Ⅳ：經向 | Ⅴ：緯向 | ||
| 原布 | 104 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 1 | 128 | 83.85 | 95.94 | 98.71 | 89.58 |
| 2 | 168 | 76.68 | 74.83 | 87.91 | 79.17 |
| 3 | 162.6 | 76.84 | 86.28 | 88.12 | 82.18 |
| 4 | 188.6 | 69.87 | 64.02 | 79.26 | 77.6 |
| 5 | 168.8 | 70.61 | 70.28 | 80.13 | 74.48 |
| 6 | 187.2 | 64.25 | 62.41 | 79.05 | 72.66 |
| 7 | 180 | 77.47 | 73.67 | 91.58 | 84.64 |
| 8 | 176.6 | 79.11 | 78.8 | 92.23 | 88.02 |
| 9 | 199.6 | 62.31 | 60.37 | 76.03 | 71.35 |
| 10 | 184.6 | 71.55 | 73.53 | 87.04 | 80.99 |
| 11 | 215.2 | 55.61 | 37.46 | 66.09 | 59.9 |
| 12 | 202.6 | 61.53 | 63.11 | 74.3 | 72.27 |
| 13 | 217.2 | 54.94 | 46.47 | 70.2 | 61.98 |
| 14 | 234 | 57.71 | 47 | 61.78 | 65.1 |
| 15 | 234.9 | 60.84 | < 73.22 | 68.49 | |
| 16 | 209 | 56.68 | 47.75 | 66.09 | 64.32 |
比較表5中的15#實驗結果和原布的機械性能，可以看出全棉薄織物的折皺回復角從104°可以提高到2 3 4 . 9 °，斷裂強力的損失控制在45%以內而撕破強力的損失控制在35%以內。由此可見，將聚氨酯和免燙樹脂復配用于抗皺整理，整理后織物具有高強力保留率和理想的抗皺效果。
3.2.2 實驗結果分析
分別考慮交聯劑濃度等5個因素對綜合強力保留率和折皺回復角的綜合影響，結果如圖1所示。
|
|
|
| A:交聯劑用量對實驗結果的影響 | B:pu95用量對實驗結果的影響 |
| 圖1 5個因素對實驗結果的影響(A、B) 注：■經向撕破 ▲緯向撕破 ×經向斷裂 ●緯向斷裂 ◆折皺回復角 | |
|
|
|
| C：pu2F用量對實驗結果的影響 | D：焙烘溫度對實驗結果的影響 |
| 圖1 5個因素對實驗結果的影響（C、D） 注：■經向撕破 ▲緯向撕破 &tim es;經向斷裂 ●緯向斷裂 ◆折皺回復角 | |
|
|
| E：焙烘時間對實驗結果的影響 |
| 圖1 5個因素對實驗結果的影響（E） 注：■經向撕破 ▲緯向撕破 ×經向斷裂 ●緯向斷裂 ◆折皺回復角 |
從圖1 可以看出，交聯劑的用量是影響織物折皺性能的最重要因素，而pu2F對折皺性能的影響比較小；從B圖中可以看出pu95在提高折皺回復角的前提下對強力的影響不大；從C圖中可以看出pu2F對改善撕破強力有幫助。結合A、B、C圖可以看出，織物的折皺性能主要是由交聯劑決定。
從E圖中可以看出，焙烘時間對織物性能的影響比較大，焙烘時間的長短決定了交聯是否充分。從C、D圖中可以看出，焙烘溫度和pu2F用量對強力的影響程度是相當的，說明在配方中加入聚氨酯樹脂可以有效的改善免燙織物的強力。
3.2.3 最優工藝參數選擇
運用極差分析法對表5進行分析，用式（1）計算各個因素的極差。
由上式計算得到的結果見表6
表6 各因素的極差值
| 極差 | A:LT濃度/(g/L) | B:Pu95濃度/(g/L) | C:Pu2F濃度/(g/L) | D:焙烘溫度/℃ | E:焙烘時間/min |
| RⅠ | 61.98 | 19.78 | 8.73 | 21.33 | 20.63 |
| RⅡ | 19.27 | 1.13 | 3.90 | 5.82 | 10.39 |
| RⅢ | 30.49 | 4.85 | 7.22 | 10.54 | 21.85 |
| RⅣ | 20.68 | 3.30 | 4.54 | 4.70 | 15.99 |
| RⅤ | 17.16 | 1.75 | 5.05 | 5.63 | 12.50 |
比較表6的極差，可以得到如下結果。
表7 因素對測試結果影響程度
| 測試項目 | 各因素影響強弱順序 |
| 緩彈折皺回復角 | LT濃度＞焙烘溫度＞焙烘時間＞pu95＞pu2F |
| 經向斷裂強力 | LT濃度＞焙烘時間＞ 焙烘溫度＞pu2F＞pu95 |
| 緯向斷裂強力 | LT濃度＞焙烘時間＞焙烘溫度＞pu2F＞pu95 |
| 經向撕破強力 | LT濃度＞焙烘時間＞pu2F＞焙烘溫度＞pu95 |
| 緯向撕破強力 | LT濃度＞焙烘時間＞pu2F＞焙烘溫度＞pu95 |
結合表6、表7和圖1所示的定性和定量關系，得出抗皺整理的最優工藝參數：LT濃度：80g/L，pu95濃度：7.5 g/L，pu2F濃度：20 g/L，焙烘溫度：140℃，焙烘時間：2min。
在上述的最優工藝參數條件下， 對規格為40/40 133/72平紋棉織物進行免燙整理。經測試， 免燙織物的緩彈折皺回復角提高率為82.69%、經向斷裂強力保留率為65.46%、緯向斷裂強力保留率為79.22%、經向撕破強力保留率為104.98%、緯向撕破強力保留率為101.58%。
4 結論
(1)織物的折皺回復角主要是由免燙樹脂的用量決定，整理液中加入聚氨酯可以明顯改善織物的強力。
(2)全棉薄織物免燙整理的最優工藝條件是：LT濃度：80g/L、pu95濃度：7.5g/L、pu2F濃度：20 g/L、焙烘溫度：140℃、焙烘時間：2min。
(3)整理后織物的緩彈折皺回復角提高率為82.69%，織物的撕破強力比原布好，而斷裂強力損傷控制在35%。
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