国外纺织品整理技术最新进展_李戎
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2. 机械手感整理 机械手感整理是利用机械方式松弛织物结构,经多次 拍打、轧压降低织物刚度,增加织物表面的丰满度和蓬松 度。 意大利Biancalani(白卡拉尼)公司推出的新型连续平 幅式转笼烘干机Airo®24将烘干能力、生产效率、多功能性 以及著名的爱乐®手感结合为一体。其工作原理是利用文丘 里管的风动原理,将加温的热气流充进文丘里管,吸进面 料,并在加速度中将面料加以揉搓,然后面料在被喷出文丘 里管时,失压状态下得以膨化。在面料撞击到栅板时又得以 适度的撞击摔打。文丘里管内壁形成的气流边界层对面料 起到充分的气垫保护作用,使面料得到有力但又柔和的处 理。在处理过程中,织物与气流、织物与管壁、织物与织物、 织物与栅格,甚至织物与处理液之间不断摩擦、揉搓、拍打 以及在助剂的作用下,使纤维的内应力彻底消除,产生蠕 动、蓬松,甚至微纤化,从而使织物获得活络、柔软、蓬松的 手感。 其他的手感整理设备有:Biancalani的Petra织物滑爽 整理机(也称Petra仿麂皮起绒机),是在磨毛辊和织物接 触的一面包上特制的金刚砂皮;意大利Lafer公司的麂皮起 绒机采用了合成金刚石砂纸(Carbosint金刚砂)起绒;意大 利Pentek(磐钛)公司的绳状平幅两用柔软整理机EnAIRgy (爱能极)等。 3. 防缩整理 纤维在润湿溶胀过程中,直径的增大幅度远远大于长 度方向的增加幅度,即纤维(尤其是亲水性纤维)溶胀的异 向性。纤维在纺纱、织造及染整加工过程中,受外力拉伸,形 成高度取向的分子构象,纤维内部产生内应力。烘燥过程会 使其伸长状态及应力被固定,使纤维处于一种热力学不稳 定的“干燥定形”形变状态。润湿时,在内应力作用下,纤维 发生收缩。以上两种情况都会导致纺织品在湿处理时,纵向 和横向尺寸发生变化而造成面积的明显收缩,即缩水的现 象。缩水导致纺织品的变形,严重影响纺织品的使用性能和 外观。 由于湿处理是织物服用过程中最普遍的应用环境,缩
1. 定幅整理 定幅整理是利用亲水性纤维在潮湿状态下具有一定可 塑性及合成纤维的热塑性,将门幅缓慢拉宽至规定尺寸,从 而消除部分内应力,达到调整形态、纠正纬斜、稳定门幅和 尺寸的目的。 国外先进的拉幅定形机大部分有节能、环保的特点。
纺织导报 China Textile Leader · 2009 No.5
此类设备有德国Brückner公司Opti – shink系列预缩 机、瑞士Santex(桑德森)生产的SANTASHRINK 松式烘 干机、立信的BSD单层预缩烘干机及Ferraro(法拉路)公司 针织物开幅式预缩机Comptex – RE。
二、形态记忆整理
形态记忆整理有洗可穿、耐久压烫、免烫等不同说法, 这种整理主要是针对纤维素纤维,希望通过整理,使其服用 过程中能像毛织物那样保持平整外观,产生从折皱中回复 原状的功能。
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纺织导报 China Textile Leaபைடு நூலகம்er · 2009 No.5
Dyeing & Finishing & Textile Chemicals|染整及纺织化学品 应用技术
度过高,交联反应不易发生,并且会使手感变硬。 2. 潮交联
潮交联工艺常用来生产高档的衬衣面料。织物浸轧整 理液后先烘干至特定的含潮率,然后在 35 ℃左右温度下堆 置反应。潮态交联是在低温下反应,并且交联时的含湿率与 面料穿着时的含湿率相当,所以防皱性最佳。其工艺流程 为:织物预柔软→轧树脂→烘干至含湿率 5% ~ 7% → 保 温堆置(30 ~ 35 ℃,16 ~ 24 h)→ 水洗 → 后处理。
目前该工艺已大量应用,但由于潮交联使用强酸性催 化剂,染料选择有局限性,控制各工艺参数技术难度大,容 易导致质量偏差,因而须克服变色、强度下降等一系列技术 难题。
3. 离子交联
离子交联的原理是离子化纤维素纤维,能分别与相反 电荷的聚电解质形成离子交联,从而产生形态稳定的效果。 目前研究集中在两种工艺:一是由纤维素纤维与氯乙酸反 应生成羧甲基纤维素纤维,利用纤维素上生成的阴电荷席 位与各种聚阳离子化合物,诸如阳离子化壳聚糖、阳离子化 乙二醇、阳离子化纤维二糖等反应;此外,Ca2+和Mg2+能改 善纤维的形态稳定性(提高折皱回复角);二是由纤维素纤 维与3 – 氯 – 2 – 羟丙基三甲基氯化铵或环氧丙基(即缩水 甘油基)三甲基氯化铵(EPTAC或GTMAC)反应,生成N – (2 – 羟基)丙基 – 3 – 三甲基纤维素氯化铵,利用纤维素上 羟基生成的阳电荷席位与各种聚阴离子化合物,诸如聚马来 酸(PMA)、1,2,3,4 – 丁烷四羧酸(BTCA)、柠檬酸等反 应形成离子交联。
一、机械整理
机械整理包括拉幅、磨毛、起毛、柔软等多种整理方 式。随着各种环保 性指令法 规的实 施(R E AC H 法 规、R o H S 指令、PFOS指令等),环境污染加剧及水资源匮乏,越来越 多的设备生产商开始研制各种机械整理设备,希望能够不 用或少用化学品,应用机械方式赋予织物各种特殊的手感、 外观、形态。
4. 液氨整理
液氨分子量和水接近,但液氨的粘度和表面张力比水 低。液氨可瞬时渗入纤维内部,使棉纤维从芯部开始膨胀, 截面由扁平胀成圆形,腔径变小,表面光滑,原纤的排列均 匀化,同时由于纤维结晶度降低,部分结晶由纤维素Ⅰ变成 稍松弛的纤维素III,内应力消除,提升了棉纤维的拉伸强力 和撕破强力,即使反复洗涤仍可保持良好的手感。水虽然也
纤维素纤维连续式潮交联工艺是由汽巴精化与 Monforts公司合作推出的,可获得重现性好的优异免烫效 果。该工艺的加工时间由 20 h缩短至 3 min以下,与传统工 艺比较,具有很大的工艺灵活性和工艺可靠性。采用专为潮 交联工艺开发的树脂Knittex FA conc.可保证高重现性抗皱 效果,织物手感柔软,满足Oeko–Tex标准100要求。该整理 在Monforts MAX连续潮交联设备上进行,生产易于控制。
作者简介:李戎,女,1975年生,东华大学副教授,主要从事纺织 品功能整理方面的研究。 作者单位:东华大学国家染整工程技术研究中心。
有机磷系特别是磷酸酯类在制造和使用过程中都给环境造 成危害;而一些无机类的如铝、镁无毒价廉,但传统方法施 加量大,对纺织品机械性能影响很大等。因此,开发研制清 洁生产工艺和研究污染物替代技术,并与机械整理相结合, 是当前织物整理的发展趋势。
进入21世纪,染整工业朝着绿色安全、环境友好、节能 减排等方向发展。随着能源价格飚升,资源紧缺,对节能减 排技术、设备的需求已经深入到染整工业的各个方面。但是 传统化学整理需要用到各种化学品,其中一些会对环境造 成 污染,比 如 P F O S(C 8 F l7S O 2 X,全 氟辛 烷 磺 酰 基 化合 物) 难降解且有遗传毒性、生殖毒性等多种毒性;又比如防皱 整理、耐久阻燃整理常用的交联剂2D树脂使用过程中有甲 醛问题;阻燃剂中卤素类阻燃剂是目前产量最大的,但燃烧 时产生较多的烟、有毒气体,且溴联苯(PBB)、五溴二苯醚 (PBDPE)和八溴二苯醚(OB – DPE)已被欧盟法规禁用;
迄今为止,应用最广泛的棉的抗皱整理体系是交联剂 (如2D树脂及其衍生物)与纤维素纤维发生酯化或醚化交 联反应,在相邻的纤维素纤维分子链间架桥,从而防止链间 键的断键和滑移。但使用过程中的强度降低、泛黄,尤其是 释放甲醛的问题越来越引起了人们的重视。随后国内外积极 开发低甲醛或无甲醛整理剂,及其它形态记忆整理方法,研 究成果主要集中在以下几方面。
能渗入纤维使其膨胀,但干燥后纤维缩水并形成折皱。 液氨整理设备有连续式加工设备,如日本京都机械和
山东铁工所生产的;也有间歇式,如日本旭化成公司、德国 克朗韦弗公司等生产的。液氨整理可同时赋予织物防缩、防 皱、柔软和不降低强力的多项效果。目前我国在雅戈尔、山 东鲁泰等工厂拥有多条液氨整理生产线。
三、特种功能整理
Dyeing & Finishing & Textile Chemicals|染整及纺织化学品 应用技术
随着社会经济的不断进步,国内外研究学者已 经意识到环保的重要性,节能减排、清洁生 产等环保技术成为人们研究的热点。基于此,本文 主要介绍了机械整理、形态记忆整理、特种功能整 理等方面,阐述了各种整理的机理及其优缺点,综 述了国外织物整理方面的最新研究进展及成果。 With the development of economy, the domestic and foreign scholars have already realized the importance of environmental protection. Environmental protection technologies, such as energy conservation and clean production became the hot research spots. Based on this point, the latest development of textile finishing technologies overseas is reviewed, including machinery finishing, shape memory finishing, special function finishing, and so on.
水是最直观的质量问题,因此防缩整理是纺织品染整加工 的重要工序。
机械防缩整理主要有定形法和预缩法,其中机械预缩 法是最常用的防缩整理方法。机械预缩法应用物理作用减 少织物的内应力,使织物具有更松弛的结构,消除织物潜在 收缩倾向。预缩后被强制屈曲回缩的织物在润湿时,由于经 纬纱间接触压力减少而留有足够的吸湿变形空间,从而达 到防缩的目的。
此外有学者应用水性聚氨酯或壳聚糖等天然高分子化 合物对纤维素纤维进行整理,取得了较好的效果。反应性 水性聚氨酯,也称热反应型水性PU,主要依靠活性度很高 的异氰酸酯基(—NCO)与纤维反应交联,形成三维网状结 构。由于聚氨酯可以同 2 个或多个纤维素分子进行反应,形 成部分交联键。这些交联键成为纤维素分子结构的骨架, 起着支撑和固定的作用,从而降低了易皱性。水性聚氨酯浓
1. 无甲醛整理剂
多羧酸类整理剂的应用是无甲醛形态记忆整理剂中最 受研究人员关注的。其原理是羧基先脱水生成酸酐,然后再 与纤维素分子上的羟基反应生成酯键。多羧酸整理虽解决 了整理织物上甲醛释放的问题,但整理织物强力的损伤反而 更大一些,同时处理温度过高还会使织物泛黄。目前研究的 较多的是BTCA(1,2,3,4 – 丁烷四羧酸)、柠檬酸、马来酸 等。由于应用磷系催化剂,造成环境污染问题,因此有学者 用纳米TiO2做催化剂。
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应用技术 染整及纺织化学品|Dyeing & Finishing & Textile Chemicals
在整机上设计有余热回收和废气净化系统,可将废气中的 余 热 传 送 给 新 鲜的空 气 或 水,并 使 废 气中的 污染 物 得 到 冷凝和过滤,废气中的热量可以反馈给后整理机组或用于 一些其他的场合。这类产品有如德国Monforts(门富士) MONTEX – 6500型拉幅定形机、Brückner(布鲁克纳)公司 拉幅定形机等。
国外纺织品整理技术最新进展
Latest Development of Textile Finishing Technologies Overseas
文 / 李 戎 阎克路
织物整理按加工方式的不同,可分为化学整理和物理 整理两大类。化学整理主要是对天然纤维和合成纤维进行 化学改性而赋予织物各种所需功能。而物理机械整理加工 方式简单,不污染环境,在改善织物外观、手感和风格方面 起到重要作用。
为了满足人类服用、装饰、工业和国防等行业对纺织品 性能的更高要求,以及改善合成纤维织物的服用性能,需要 对纺织品进行特种功能整理。目前特种功能整理的发展趋 势是安全、舒适、环保。
1. 拒水拒油
在织物表面施加一种具有特殊分子结构的整理剂,改 变纤维表面层的组成,并以物理、化学或物理化学的方式与 纤维结合,使织物不再被水或常用油类所润湿,这种整理工 艺称为拒水或拒油整理,所用整理剂为拒水剂或拒油剂。
1. 定幅整理 定幅整理是利用亲水性纤维在潮湿状态下具有一定可 塑性及合成纤维的热塑性,将门幅缓慢拉宽至规定尺寸,从 而消除部分内应力,达到调整形态、纠正纬斜、稳定门幅和 尺寸的目的。 国外先进的拉幅定形机大部分有节能、环保的特点。
纺织导报 China Textile Leader · 2009 No.5
此类设备有德国Brückner公司Opti – shink系列预缩 机、瑞士Santex(桑德森)生产的SANTASHRINK 松式烘 干机、立信的BSD单层预缩烘干机及Ferraro(法拉路)公司 针织物开幅式预缩机Comptex – RE。
二、形态记忆整理
形态记忆整理有洗可穿、耐久压烫、免烫等不同说法, 这种整理主要是针对纤维素纤维,希望通过整理,使其服用 过程中能像毛织物那样保持平整外观,产生从折皱中回复 原状的功能。
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纺织导报 China Textile Leaபைடு நூலகம்er · 2009 No.5
Dyeing & Finishing & Textile Chemicals|染整及纺织化学品 应用技术
度过高,交联反应不易发生,并且会使手感变硬。 2. 潮交联
潮交联工艺常用来生产高档的衬衣面料。织物浸轧整 理液后先烘干至特定的含潮率,然后在 35 ℃左右温度下堆 置反应。潮态交联是在低温下反应,并且交联时的含湿率与 面料穿着时的含湿率相当,所以防皱性最佳。其工艺流程 为:织物预柔软→轧树脂→烘干至含湿率 5% ~ 7% → 保 温堆置(30 ~ 35 ℃,16 ~ 24 h)→ 水洗 → 后处理。
目前该工艺已大量应用,但由于潮交联使用强酸性催 化剂,染料选择有局限性,控制各工艺参数技术难度大,容 易导致质量偏差,因而须克服变色、强度下降等一系列技术 难题。
3. 离子交联
离子交联的原理是离子化纤维素纤维,能分别与相反 电荷的聚电解质形成离子交联,从而产生形态稳定的效果。 目前研究集中在两种工艺:一是由纤维素纤维与氯乙酸反 应生成羧甲基纤维素纤维,利用纤维素上生成的阴电荷席 位与各种聚阳离子化合物,诸如阳离子化壳聚糖、阳离子化 乙二醇、阳离子化纤维二糖等反应;此外,Ca2+和Mg2+能改 善纤维的形态稳定性(提高折皱回复角);二是由纤维素纤 维与3 – 氯 – 2 – 羟丙基三甲基氯化铵或环氧丙基(即缩水 甘油基)三甲基氯化铵(EPTAC或GTMAC)反应,生成N – (2 – 羟基)丙基 – 3 – 三甲基纤维素氯化铵,利用纤维素上 羟基生成的阳电荷席位与各种聚阴离子化合物,诸如聚马来 酸(PMA)、1,2,3,4 – 丁烷四羧酸(BTCA)、柠檬酸等反 应形成离子交联。
一、机械整理
机械整理包括拉幅、磨毛、起毛、柔软等多种整理方 式。随着各种环保 性指令法 规的实 施(R E AC H 法 规、R o H S 指令、PFOS指令等),环境污染加剧及水资源匮乏,越来越 多的设备生产商开始研制各种机械整理设备,希望能够不 用或少用化学品,应用机械方式赋予织物各种特殊的手感、 外观、形态。
4. 液氨整理
液氨分子量和水接近,但液氨的粘度和表面张力比水 低。液氨可瞬时渗入纤维内部,使棉纤维从芯部开始膨胀, 截面由扁平胀成圆形,腔径变小,表面光滑,原纤的排列均 匀化,同时由于纤维结晶度降低,部分结晶由纤维素Ⅰ变成 稍松弛的纤维素III,内应力消除,提升了棉纤维的拉伸强力 和撕破强力,即使反复洗涤仍可保持良好的手感。水虽然也
纤维素纤维连续式潮交联工艺是由汽巴精化与 Monforts公司合作推出的,可获得重现性好的优异免烫效 果。该工艺的加工时间由 20 h缩短至 3 min以下,与传统工 艺比较,具有很大的工艺灵活性和工艺可靠性。采用专为潮 交联工艺开发的树脂Knittex FA conc.可保证高重现性抗皱 效果,织物手感柔软,满足Oeko–Tex标准100要求。该整理 在Monforts MAX连续潮交联设备上进行,生产易于控制。
作者简介:李戎,女,1975年生,东华大学副教授,主要从事纺织 品功能整理方面的研究。 作者单位:东华大学国家染整工程技术研究中心。
有机磷系特别是磷酸酯类在制造和使用过程中都给环境造 成危害;而一些无机类的如铝、镁无毒价廉,但传统方法施 加量大,对纺织品机械性能影响很大等。因此,开发研制清 洁生产工艺和研究污染物替代技术,并与机械整理相结合, 是当前织物整理的发展趋势。
进入21世纪,染整工业朝着绿色安全、环境友好、节能 减排等方向发展。随着能源价格飚升,资源紧缺,对节能减 排技术、设备的需求已经深入到染整工业的各个方面。但是 传统化学整理需要用到各种化学品,其中一些会对环境造 成 污染,比 如 P F O S(C 8 F l7S O 2 X,全 氟辛 烷 磺 酰 基 化合 物) 难降解且有遗传毒性、生殖毒性等多种毒性;又比如防皱 整理、耐久阻燃整理常用的交联剂2D树脂使用过程中有甲 醛问题;阻燃剂中卤素类阻燃剂是目前产量最大的,但燃烧 时产生较多的烟、有毒气体,且溴联苯(PBB)、五溴二苯醚 (PBDPE)和八溴二苯醚(OB – DPE)已被欧盟法规禁用;
迄今为止,应用最广泛的棉的抗皱整理体系是交联剂 (如2D树脂及其衍生物)与纤维素纤维发生酯化或醚化交 联反应,在相邻的纤维素纤维分子链间架桥,从而防止链间 键的断键和滑移。但使用过程中的强度降低、泛黄,尤其是 释放甲醛的问题越来越引起了人们的重视。随后国内外积极 开发低甲醛或无甲醛整理剂,及其它形态记忆整理方法,研 究成果主要集中在以下几方面。
能渗入纤维使其膨胀,但干燥后纤维缩水并形成折皱。 液氨整理设备有连续式加工设备,如日本京都机械和
山东铁工所生产的;也有间歇式,如日本旭化成公司、德国 克朗韦弗公司等生产的。液氨整理可同时赋予织物防缩、防 皱、柔软和不降低强力的多项效果。目前我国在雅戈尔、山 东鲁泰等工厂拥有多条液氨整理生产线。
三、特种功能整理
Dyeing & Finishing & Textile Chemicals|染整及纺织化学品 应用技术
随着社会经济的不断进步,国内外研究学者已 经意识到环保的重要性,节能减排、清洁生 产等环保技术成为人们研究的热点。基于此,本文 主要介绍了机械整理、形态记忆整理、特种功能整 理等方面,阐述了各种整理的机理及其优缺点,综 述了国外织物整理方面的最新研究进展及成果。 With the development of economy, the domestic and foreign scholars have already realized the importance of environmental protection. Environmental protection technologies, such as energy conservation and clean production became the hot research spots. Based on this point, the latest development of textile finishing technologies overseas is reviewed, including machinery finishing, shape memory finishing, special function finishing, and so on.
水是最直观的质量问题,因此防缩整理是纺织品染整加工 的重要工序。
机械防缩整理主要有定形法和预缩法,其中机械预缩 法是最常用的防缩整理方法。机械预缩法应用物理作用减 少织物的内应力,使织物具有更松弛的结构,消除织物潜在 收缩倾向。预缩后被强制屈曲回缩的织物在润湿时,由于经 纬纱间接触压力减少而留有足够的吸湿变形空间,从而达 到防缩的目的。
此外有学者应用水性聚氨酯或壳聚糖等天然高分子化 合物对纤维素纤维进行整理,取得了较好的效果。反应性 水性聚氨酯,也称热反应型水性PU,主要依靠活性度很高 的异氰酸酯基(—NCO)与纤维反应交联,形成三维网状结 构。由于聚氨酯可以同 2 个或多个纤维素分子进行反应,形 成部分交联键。这些交联键成为纤维素分子结构的骨架, 起着支撑和固定的作用,从而降低了易皱性。水性聚氨酯浓
1. 无甲醛整理剂
多羧酸类整理剂的应用是无甲醛形态记忆整理剂中最 受研究人员关注的。其原理是羧基先脱水生成酸酐,然后再 与纤维素分子上的羟基反应生成酯键。多羧酸整理虽解决 了整理织物上甲醛释放的问题,但整理织物强力的损伤反而 更大一些,同时处理温度过高还会使织物泛黄。目前研究的 较多的是BTCA(1,2,3,4 – 丁烷四羧酸)、柠檬酸、马来酸 等。由于应用磷系催化剂,造成环境污染问题,因此有学者 用纳米TiO2做催化剂。
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应用技术 染整及纺织化学品|Dyeing & Finishing & Textile Chemicals
在整机上设计有余热回收和废气净化系统,可将废气中的 余 热 传 送 给 新 鲜的空 气 或 水,并 使 废 气中的 污染 物 得 到 冷凝和过滤,废气中的热量可以反馈给后整理机组或用于 一些其他的场合。这类产品有如德国Monforts(门富士) MONTEX – 6500型拉幅定形机、Brückner(布鲁克纳)公司 拉幅定形机等。
国外纺织品整理技术最新进展
Latest Development of Textile Finishing Technologies Overseas
文 / 李 戎 阎克路
织物整理按加工方式的不同,可分为化学整理和物理 整理两大类。化学整理主要是对天然纤维和合成纤维进行 化学改性而赋予织物各种所需功能。而物理机械整理加工 方式简单,不污染环境,在改善织物外观、手感和风格方面 起到重要作用。
为了满足人类服用、装饰、工业和国防等行业对纺织品 性能的更高要求,以及改善合成纤维织物的服用性能,需要 对纺织品进行特种功能整理。目前特种功能整理的发展趋 势是安全、舒适、环保。
1. 拒水拒油
在织物表面施加一种具有特殊分子结构的整理剂,改 变纤维表面层的组成,并以物理、化学或物理化学的方式与 纤维结合,使织物不再被水或常用油类所润湿,这种整理工 艺称为拒水或拒油整理,所用整理剂为拒水剂或拒油剂。