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针织面料抗菌/防紫外复合功能整理工艺

针织面料抗菌/防紫外复合功能整理工艺

棉针织面料具有柔软、吸湿、透气等良好的服用舒适性,适用于童装、针织内衣、T恤及其他贴身穿着的针织服装的制作。对于夏季贴身穿着的棉针织服装而言,如赋予其抗菌、抗紫外功能,则将具有更高的附加价值。全棉针织面料的抗菌、抗紫外功能一般只能通过后整理获得。目前,对全棉针织面料进行抗菌或抗紫外单一功能整理的技术较成熟[1],但如何使全棉针织面料同时具有抗菌和抗紫外两种功能,且在赋予织物这两种功能的同时,又能保持全棉针织面料原有手感柔软、透气性好等良好的服用舒适性,则是功能性棉针织面料的研究方向之一。

本文选择抗菌和防紫外功能整理剂,通过两浴浸渍法复合整理工艺,对薄型双罗纹全棉针织面料进行抗菌和防紫外复合功能整理[2-3]。研究基于较为成熟的抗菌整理工艺[4],进行抗紫外整理工艺的试验研究,并优选复合整理的工艺参数。1试验材料和整理方法1.1试验用试样试验用试样选用春夏服用纯精梳棉双罗纹织物,由新疆芳婷针纺织有限责任公司提供。该面料的纵密为60横列/5cm,横密为78纵行/5cm,面密度为220g/m2。

1.2整理剂试验选用适于棉针织面料用的无机/有机复合抗菌整理剂JC-1,该整理剂兼具高效、持续及良好的安全性和耐热性;选用的防紫外整理剂由防紫外剂CZS和黏合剂CZS-1混合而成。上述抗菌整理剂和防紫外整理剂均由东华大学化学化工与生物工程学院提供。

1.3复合整理方法采用两浴浸渍法对试验用针织物依次进行抗菌和防紫外整理。抗菌整理工艺如图1所示。防紫外整理工艺:加入防紫外剂,在一定整理剂质量浓度、整理时间和整理温度下浸渍后,脱水烘干。为探讨基于抗菌整理工艺的防紫外整理工艺对整理效果的影响,以整理时间A(min)、整理剂质量浓度B(g/L)和整理温度C(℃)为3个主要因素,进行3因子3水平正交试验,优选防紫外功能整理工艺参数,因子水平如表1所示。2性能指标和测试方法经防紫外线单因子试验分析可知,防紫外整理工艺对织物的防82紫外线性能、透气性能和悬垂性能影响较大,因此选取紫外线防护系数(UPF)值、透气率和悬垂系数这3项指标进行试验比较。

2.1紫外线防护系数UPF值采用U-4100型分光光度仪,测试织物在一定波长(290~400nm)的紫外线照射下的紫外线防护系数UPF值。参照GB/T18830—2009,由国家纺织制品质量监督检验中心(CTTC)进行30次洗涤后织物紫外线防护系数UPF值、UPF平均值及长波紫外线(UVA)平均透射比与中波紫外线(UVB)平均透射比的测试与评价。

2.2透气量采用YG461型织物透气仪,参照GB/T5453—1997,测试织物(试样面积为30cm2)的透气量。透气量越大,说明织物透气性能越好。

2.3悬垂系数采用XDP-1型织物悬垂性能测试仪,参照FZ/T01045—1996,测试织物(直径为24cm的圆形试样)的悬垂系数。悬垂系数小,说明织物柔顺,即悬垂性能好;悬垂系数大,说明织物硬挺,即悬垂性能差。2.4抗菌性能参照FZ/T73023—2006,由CTTC对织物试样进行AAA级(即经50次洗涤后)抗菌性能测试与评价,其中菌种的参照标准为ATCC6538(金黄色葡萄球菌)、ATCC8099(大肠埃希菌)和ATCC10231(白色念珠菌)。3试验结果与分析整理剂质量浓度A、整理时间B和整理温度C与紫外线防护系数UPF值、透气量(mm/s)及悬垂系数之间的关系的正交试验结果及分析如表2所示。

由表2可见,在A(整理时间)、B(整理剂质量浓度)、C(整理温度)这3个因素中,按影响因子影响程度由大到小排序依次为整理温度C、整理时间A和整理剂质量浓度B。在紫外线防护系数UPF值、透气量和悬垂系数3个指标中,若优先考虑紫外线防护系数UPF值,则优选的工艺参数为A2B3C1,即当整理时间为25min,防紫外整理剂质量浓度为40g/L,整理温度为20℃时,整理后织物的抗紫外效果最好;若优先考虑透气量,则优选工艺参数为A2B2C3,即当整理时间为25min,防紫外整理剂质量浓度为30g/L,整理温度为80℃时,整理后织物的透气性最好;若优先考虑悬垂系数,则优选工艺参数为A2B1C2,即当整理03时间为25min,防紫外整理剂质量浓度为20g/L,整理温度为50℃时,整理后织物的悬垂性能最好。

从表2的试验结果可以推算,当选用考虑紫外线防护系数UPF值时的A2B3C1方案时,与A2B2C3方案相比,整理后织物的透气量下降14.4%,与A2B1C2方案相比,整理后织物的悬垂系数下降4.3%。考虑到防紫外整理效果是优选工艺参数的首要考虑因素,因此,基于抗菌整理的防紫外复合功能整理的优选工艺参数为A2B3C1,即整理时间为25min,防紫外整理剂质量浓度为40g/L,整理温度为20℃。经优选工艺参数整理的针织物,送CTTC进行抗菌和防紫外性能测试与评价,结果显示:整理后的棉针织物对金黄色葡萄球菌的抑菌率达99%,对大肠埃希菌的抑菌率为81%,对白色念珠菌的抑菌率为99%,表明整理后的棉织物具有很好的抑菌效果;

另外,紫外线防护系数UPF值和UPF平均值均大于50,UVA平均透射比为0.4,UVB平均透射比为0.1,表明经复合整理后的棉织物同时具有很好的防紫外线功能结论———通过正交试验,优选了基于抗菌整理工艺的全棉针织物的防紫外功能整理工艺参数,即:整理时间为25min,防紫外整理剂质量浓度为40g/L,整理温度为20℃。———经优选工艺参数复合整理后的全棉针织物对金黄色葡萄球菌的抑菌率为99%,对大肠埃希菌的抑菌率为81%,对白色念珠菌的抑菌率为99%,具有很好的抑菌功能。———经优选工艺参数复合整理后的全棉针织物的紫外线防护系数UPF值和UPF平均值均大于50,UVA平均透射比为0.4,UVB平均透射比为0.1,表明整理后棉织物具有很好的防紫外线功能。2VVW5B


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