纯棉织物抗菌整理及工艺优化

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面料手感的拉伸应变率和白度的数据如图1、图2。
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 柔 软 剂 用 量 /(g·L-1)
图1 不同柔软剂用量对面料透气性的影响
80 70 60 50 40 30 20 10
0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
B pH值
4 5 6 4 5 6 4 5 6 268.9 290.5 277 77808.8 79.4 16.26 8.79 10.35 149.59 10.35
C 烘 干 温 度 /℃
110 120 130 120 130 110 130 110 120 280.3 279.8 276.3 77732.6 3.2 10.93 11.41 13.06 140.07 0.83
抑菌率
强力损失率
/%
/%
92.3
6.05
ຫໍສະໝຸດ Baidu
96.6
3.24
90.3
5.12
89.7
5.83
99.1
3.56
93.2
2.89
86.9
4.38
94.8
1.99
93.5
2.34
K=836.4 W=77838.98
QT=109.54
P=77729.44
K=35.40 W=156.95 QT=17.71
P=139.24
滑性质可分为流体润滑、边界润滑和半流体润滑,边界
润滑在低速度时摩擦系数相当大,而流体摩擦在高速
度时摩擦系数最大,故只有柔软剂的用量使纤维间的
摩擦在流体润滑区或半流体润滑区中摩擦系数较少
的区段,则纤维间的摩擦才能达到最低值。柔软剂用量
达到20 g/L后,纤维间的摩擦系数越来越大,拉伸应变
率呈减小趋势。 而从图2中看出,柔软剂用量对面料的
1 实验
1.1 试验材料 Sanitized T99-19抗菌整理剂 (阳离子有机硅,
科莱恩国际有限公司生产);有机硅柔软剂、烧碱、
收 稿 日 期 :2008-10-24 作 者 简 介 :王 焕 敏 (1982-), 女 , 硕 士 研 究 生 , 主 要 从 事 功 能 性 家用纺织品的开发
双氧水、精炼剂;纯棉面料(约为120 g/m2)等。 1.2 实验仪器
合 适 的 工 艺 ,使 退 浆 要 净 ,煮 练 、漂 白 要 匀 ,30 min
毛效在12~13 cm,防止浆料和蜡质影响织物的渗透
性。 使用烧碱对面料进行丝光处理,在清洗时,若布
面清洗不净使布面带碱性,势必破坏抗菌剂工作液
(抗菌剂工作液pH 值为5),使硅醇与纤维素纤维中
的-OH基反应不稳定,降低 抗 菌 效 能 ,因 此 在 丝 光
处理中,面料水洗要净,以提高抗菌性能。
2.4 抗菌性能耐久性测试
利用优选工艺对120 g/㎡的纯棉织物进行抗菌
整理, 并对其进行抗菌性能测试。 依据国标
GB8629-88, 实 验 布 样 以 1∶30 的 浴 比 , 非 离 子 性 洗 涤
剂质量浓度为2 g/L,在洗衣机内,于40 ℃下洗涤30
min,脱水,在40 ℃下烘干,反复洗涤,20次后测试抗
在实验中,为了选择最佳工艺配方和工艺条件, 采用正交试验分析各因素对抗菌性能的影响。 抗菌 整理剂用量的多少和烘干温度直接影响着抗菌性能 和抗菌的耐久性。 又因抗菌整理剂为阳离子性,pH值 的大小一方面会影响整理剂中硅醇与纤维素纤维中 的-OH基反应的稳定性,影响抗菌性能。 另一方面, 纯棉面料属于纤维素纤维,纤维素纤维耐碱不耐酸, 在酸性条件下,棉纤维发生水解反应,其面料强力降 低。 经初步分析, 选择抗菌整理剂用量、pH值和烘 干温度作为3个因子,每个因子根据整理剂性质和面 料种类选择三个水平,采用L9(34)正交试验。
的执行,才能获得高品质的丝光棉纱线。
3级。
3 结论
4 参考文献
〔1〕吴 红 星.筒 子 纱ANOZOL誖L型 活 性 低 温 染 色 工 艺 〔J〕.印
关键词: 抗菌性能;正交实验;抗菌整理 中图分类号:TS195.583 文献标识码:B 文章编号:1005-9350(2009)06-0021-03
在人们的日常生活中,不可避免地接触到各种 各样的细菌、真菌等微生物,而纺织品正是这些微 生物的良好生存之地,也是疾病的传播源。 在一般 情况下,我们感觉不到致病菌的危害。 但当条件适 宜时,我们皮肤上的致病菌就会大量繁殖,并通过 皮肤、呼吸道、消化道以及血液对人体造成危害。 细 菌和真菌等微生物能引起局部化脓性炎症、全身感 染、食物中毒、葡萄球菌性肠炎、肠道感染、皮肤粘 膜感染、内脏感染、中枢神经系统感染等症状。 现今 社会随着人们生活水平的提高以及保健意识的增 强,人们将越来越重视纺织品的保健、卫生。 而抗菌 纺织品的存在,特别是家用抗菌纺织品的开发和应 用,不仅对人体健康起到防患于未然的作用,还能 为人类提供优异、卫生和舒适的生活环境。 现在市 面上,抗菌防螨纺织品品种繁多,但大多存在价格 高、耐洗性差等因素,故优选抗菌加工工艺,提高抗 菌 性 、耐 洗 性 和 成 本 显 得 尤 为 重 要 〔1〕。
2
5.18 10.39
2
0.42 0.84
2
6.37
显著性 无 无 无
显著性 无 无 无
给 定α=5%,查 表 得Fα(2 ,2)=19.00,这 表 示 整 理剂用量、pH值和烘干温度对抑菌率无显著影响。
从以上正交实验结果及统计分析可以确定:影 响 抑 菌 率 和 强 力 的 各 因 子 强 弱 顺 序 均 为 B>A>C, 最
2 结果统计分析与讨论
2.1 工艺条件的确定 用正交试验方法确定的工艺条件分别处理纯
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染整技术
Jun.2009
棉面料并测量抗菌性能,经实验可知处理的纯棉面
值,以选择既具有抗菌性能,又具有很好的服用性
料对大肠杆菌的抑菌率均为100%, 所以选择金黄
能的面料处理工艺。 正交实验安排及实验统计分析
优方案分别为A2B2C1、A3B2C1。 显然,各因素对抑菌率和强力损失率的影响次
序不一致,而且各因素对抑菌率和强力损失率的影 响并不显著,相对来说pH值的大小对抑菌率和强力 损失率影响最大,其主要原因为棉纤维是纤维素纤 维,而抗菌防螨处理液的最佳pH值为2~7,整理溶液 显弱酸性,而纤维素纤维遇酸水解使聚合度降低,纤 维强力也随之降低。 从方差分析表中可看出,抗菌剂 的用量对抗菌性能的影响很小, 故考虑到成本问题, 选择最佳工艺为A1B2C1,即最佳配方为整理剂用量为 0.6 g/L, pH值为5,烘干温度为110 ℃。 2.2 柔软剂用量的确定
DL-101-1电热鼓风干燥箱、GR77-3高温 高 压 染色机、DK-98-Ⅱ电热恒温水浴锅、YA2003精密电 子天平等。 1.3 工艺流程
煮 练 、 退 浆 、 漂 白 → 浸 轧 整 理 液 ( 带 液 率 为 70% ~80%,)→烘干(90~100 ℃,以面料微潮为准)→拉 幅定形(130 ℃)→轻轧光→成品。 1.4 试验因素和实验方法
菌性能。 测试结果见表4。
(下转第28页)
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可以加入适量硅油,但用量不宜过多。 也可以选择
(3)Colvazol LC系列活性染料具有较好的上染
一些适用于筒子设备不易破乳的改性硅油用于筒
率和固着率,洗涤性良好,能获得较好的染色牢度。
子纱的柔软处理。
(4)Colvazol LC系列活性染料溶解度高, 适合
在功能后整理的过程中为了增加面料的服用 性能,会选择使用某些助剂,考虑到我们的整理剂 对面料有很好的相容性,故在加工中只选择一种柔 软剂,使面料有柔软舒适的手感。 为获得既具有良
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白度
拉 伸 应 变 率 /%
好的抑菌性又具有良好的白度和透气性,选择几种
表2 抑菌率数据方差分析表
来源 A B C
误差
来源 A B C
误差
离差 自由度 均方离差 F值
7.8
2
3.9
0.41
79.4
2
39.8 4.19
3.2
2
1.6
0.17
19.1
2
9.5
表3 强力损失率数据方差分析表
离差 5.50 10.35 0.83 12.74
自由度 均方离差 F值
2
2.75 5.56
柔软剂用量,分别测试相应的白度和透气性,以选
择最佳工艺配方。
在整理剂用量为0.6 g/L,pH值为5,烘干温度为
110℃ 不 变 的 情 况 下 , 选 择 不 同 柔 软 剂 用 量 , 并 测 量
在不同柔软剂用量下的面料的透气性和白度,柔软
剂 用 量 分 别 为10 g/L、20 g/L、30 g/L、40 g/L时 反 映
柔 软 剂 用 量 /(g·L-1)
图2 不同柔软剂用量对面料白度的影响
从图1看出,随着柔软剂用量的增加,纯棉面料的
拉伸应变率增加,增加幅度不大,但柔软剂用量达到20
g/L时,面料的拉伸应变率反而降低,主要是因为柔软
剂的用量与纤维间的摩擦系数有关,柔软剂的用量直
接影响纤维表面润滑油膜的厚度,根据油膜的厚度,润
白度的影响不大,故选择柔软剂用量为20 g/L。
经实验分析后, 将抗菌整理工艺配方定为:整
理剂用量为0.6 g/L、pH值为5、烘干温度为110 ℃、柔 软剂用量为20 g/L。 在此配方下处理面料并依据美 国ASTM E2149—2001 《测定动态接触条件下固定 抗菌剂抗微生物活性的试验方法》 标准和日本J IS L1902—2002 《纤维制品抗菌性试验方法、 抗菌效 果》标准分别检测抗菌纯棉面料上金黄色葡萄球菌 AATCC 6538在一定时间内的减少量〔3〕结果见图3。
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生产技术
纯棉织物抗菌整理及工艺优化
王焕敏 (天津工业大学,天津 300160)
摘要: 通过正交试验方法探讨Sanitized T99-19抗菌整理剂用量、处理液pH值、烘干温度对抗菌性能的 影响,并优选出最佳工艺,以优选工艺处理纯棉面料,使其具有良好的抗菌性能和服用性能。
抗菌面料具有很好的抗菌性能。
2.3 纯棉面料前处理对抗菌性能的影响
Sanitized T99-19以 离 子 共 价 键 和 静 电 形 式 在
面料表面形成一层牢固的高分子膜,面料在前处理
中,退浆、煮练、漂白不均或不充分,其纤维上的浆
料和蜡质的存在将会影响抗菌剂在纤维内部的渗
透效果〔4〕,故而影响抗菌性能。因此前处理一定要有
色葡萄球菌的抑菌率作为试验值,又因为对纯棉面
见表1。 另外通过方差分析确定各测试指标的影响
料,其强力的大小易受酸碱度的影响,考虑到纯棉
因 子 的 强 弱 顺 序 并 优 选 出 最 佳 工 艺 〔6〕, 抑 菌 率 和 强
抗菌面料的可加工性,故将强力损失率也作为试验
力损失率方差分析见表2、表3。
表1 L9(34)正交试验表及实验结果分析
2 成品检验
低浴比的筒子染色。 (5) 采 用 了 预 加 碱 的 染 色 工 艺 可 有 效 提 高 纤 维
2.1 层差
对染料的吸色量,减缓加碱固色初期“骤然上色”的
内中外层差4级以上,无色花、筒差现象,色光4
程度,从而提高匀染效果,减少筒子染色的色花和
级,基本达到一次成功,符样率和大货缸差良好,纱
层差。
线手感较好,织造性能优良。
(6) 在 大 批 量 进 行 丝 光 棉 筒 染 生 产 时 要 想 获 得
2.2 色牢度
稳定的质量,我们在优化和改进生产工艺的同时必
耐洗牢度(GB/T3921.3-1997)4级;
须加强车间现场管理,只有好的管理才能保证工艺
摩擦牢度(GB/T3920-1997):干摩4级, 湿摩2~
实验
1 2 3 4 5 6 7 8 9 抑菌率 K1 K2 K3 U Q 强力损失率 K1
K2 K3 U Q
A ρ(整 理 剂 )/(g·L-1)
0.6 0.6 0.6 0.7 0.7 0.7 0.8 0.8 0.8 279.2 282 275.2 77737.23 7.8 14.41 12.28 8.71 144.77 5.50
6
5
减少量的对数
4
3
ASTM E 21-49
JISL 1902:2002
2
1
0 0 5 10 15 20 25 30 时 间 /h
图3 抗菌纯棉面料上金黄色葡萄球菌在一定时间内的减少量
从图中可看出, 经优选工艺处理纯棉面料,在
10 h前细菌减少曲线斜率接近1, 细菌数量快速减
少,而后渐渐趋于平行。 这说明,经优选工艺处理的
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