纺织品在服装、家纺用品及工业产品上的应用不断扩大,同时消费者的健康意识也不断提高,毛织物的抗菌防霉功能也越来越受到重视。人们在日常生活中使用被服、装饰用品等常伴随着微生物的生长繁殖而不利于生理卫生。袜子和鞋垫等纺织品易吸收人体汗腺和皮脂腺分泌的汗水、新陈代谢产物和皮脂等排泄物,从而形成微生物的营养源,极易导致微生物的滋生和繁殖,特别是在潮湿、温暖的情况下微生物生长迅速,并在纺织面料上形成菌斑,使纺织品产生霉变脆化甚至变质。在日常生活和生产中,一些纺织品常常会与土壤接触,导致霉变,强力下降,耐用性变差。纺织品防霉抗菌整理的目的是赋予纺织品良好的防霉抗菌功能,保护纺织品不被霉菌、细菌降解,并防止霉菌、细菌的传播,降低公共环境的交叉感染率,同时还可以阻止细菌在织物上不断繁殖而产生异味。
艾浩尔针对防霉剂对纺织面料霉菌抑制效果进行了研究,通过土埋法检测,试验iHeir-BJ纺织防霉剂用量、处理温度和时间对防霉效果的影响,择优确定了处理毛织物的最佳工艺,结果表面:毛织物进行防霉整理能获得良好的防霉效果,防霉剂用量是影响毛织物防霉效果的最显著因素,织物防霉性能提高,强力下降率较低。采用浸轧法优于浸渍法,且复配后的综合防霉配方能有效抑制霉菌生长,iHeir-BJ有机硫化合物防霉剂就是复配型的纺织防霉剂,其质量浓度30g/L,10次水洗后织物强力保留率95%以上。
1、试验
1.1、材料与仪器
纯毛织物:纱线线密度20lex x2+20lex x2,经密224根/10cm,纬密232根/10cm,幅宽160cm,iHeir-BJ纺织防霉剂、2D树脂、渗透剂。耐色牢度试验机,电子织物强力机,小型定型烘干机。
1.2、试验内容
选择浸渍法和浸轧法进行整理。使用iHeir-BJ作为纺织防霉助剂,影响防霉效果的主要因素有用量、烘焙温度、烘焙时间,有正交试验确定主要、次要影响因素,结合单因素试验分析,得出最佳防霉整理工艺条件。浸渍法和浸轧法工艺如图1、2所示。
1.3、测试方法
AATCC30-2004《纺织品材料抗菌性能评定:抗霉烂性评定》是目前最为广泛的纺织品防霉性能评价方法,土埋法是将纺织品埋入土壤中一定时间后,测定样品的断裂强度,该方法是用于样品经土埋处理后所损失的断裂强度来表征其抗霉菌能力。按照AATCC30-2004实验法(土埋实验)进行测试:将样品裁剪成一定尺寸埋在泥土中一定时间后,测定样品的断裂强度,该方法是用于样品经土埋处理后损失的断裂强度来表征其抗霉能力。使用克重为271g/m的棉织物作为空白对照。将空白对照样土埋7天,测定断裂强度,如果断裂强度损失90%,则证明土壤活性达到要求。将经过防霉整理的织物埋于一定湿度和深度的土壤中,埋15天后挖出,水洗后自然晾干,测定织物的强力。织物断裂强力的测定按照GB/T3923-1997《纺织品织物拉伸性能第一部分 断裂强力和断裂伸长的测定》进行。记录织物的断裂强力,按照以下公式计算强力下降率,简称降强率。
降强率={处理前断裂强力-处理后断裂强力}/处理前断裂强力x100%。
2、结果与讨论
2.1、浸渍法工艺的优化
2.1.1、防霉剂的用量确定
选取iHeir-BJ纺织防霉剂,防霉剂用量拉开梯度,iHeir-BJ纺织防霉剂的质量浓度分别为18、24、30、36g/L。取4块裁剪好的毛织物,分别按照图1进行处理。处理后进行土埋,两周后进行强力测试,结果见表1。
表1 浸渍法防霉剂用量与织物土埋后强力关系
药剂名称 | 质量浓度(g/L) | 织物强力/N | 降强率% |
iHeir-BJ纺织防霉剂 | 0 | 312 | 38 |
18 | 450 | 11 | |
24 | 478 | 5 | |
30 | 487 | 3 | |
36 | 477 | 5 |
由表1可知,使用iHeir-BJ纺织防霉剂处理,质量浓度为30g/L和36g/L时防霉效果基本持平,因此采用质量浓度为30g/L;此外,随着iHeir-BJ纺织防霉剂质量浓度的增加,防霉效果得到提升,但由30g/L增加到36g/L时效果已经不明显,从节约的角度考虑,选择iHeir-BJ纺织防霉剂质量浓度30g/L即可。
2.1.2、浸渍法工艺条件的确定
温度及保温时间是影响浸渍法处理效果的2个主要因素,分别研究温度和时间对防霉效果的影响,经过分析确定最优的温度和时间。将保温温度分别定在70、75、80、85、90℃,其他条件不变,用30g/L的iHeir-BJ纺织防霉剂进行处理,土埋后测试结果见表2。保温时间选择15、20、25、30分钟,其他条件不变,用30g/L的iHeir-BJ纺织防霉剂进行处理,土埋后测试数据见表3。
表2保温温度与土埋后织物强力关系
温度℃ | iHeir-Bf纺织防霉剂 | |
强力N | 降强率% | |
70 | 465 | 8 |
75 | 477 | 5 |
80 | 487 | 3 |
85 | 480 | 5 |
90 | 478 | 5 |
表3保温时间与土埋后织物强力关系
时间min | iHeir-BJ纺织防霉剂 | |
强力N | 降强率% | |
15 | 437 | 13 |
20 | 476 | 6 |
25 | 477 | 5 |
30 | 470 | 7 |
由表2看出,两种防霉剂从70℃到75℃防霉效果都有一个比较大的增幅。iHeir-BJ纺织防霉剂到80℃时防霉效果依然得到提升,之后随着温度的提高,防霉效果不再提升,甚至出现下降。因此将iHeir-BJ纺织防霉剂的最优处理温度设定为80℃。由表3看出,20分钟时土埋后的织物降强率为8%,且随时间的延长效果效果不再明显,因此定位20分钟。
2.2、浸轧法工艺的优化
2.2.1、iHeir-BJ纺织防霉剂加工工艺
采用两浸两轧工艺,影响浸轧法整理效果的主要因素包括吡啶硫酮锌质量浓度、树脂质量浓度、烘焙温度以及烘焙时间。应正交试验来确定各因素的影响程度,并选出最优工艺。从试验结果得出:从节能角度决定选用烘焙温度170℃。最终工艺为iHeir-BJ纺织防霉剂30g/L,树脂2g/L,烘焙温度170℃,烘焙时间为4分钟。
2.3、耐水洗性测试
将毛织物采用iHeir-BJ纺织防霉剂处理,并使用浸渍法和浸轧法进行处理,处理后再将布平均分成两块,各去除其中1块进行10次水洗,将水洗的和未经过水洗的同时进行土埋法检测,两周后测试其断裂强力,并对比分析。考虑到树脂用量是否影响耐水洗性,因此改变树脂用量增加了两组对比试验。由试验看出:iHeir-BJ纺织防霉剂采用浸轧法的强力保留率优于浸渍法的强力保留率,因此最终选定采用浸轧法工艺,此外,树脂用量的增加提高了防霉整理的耐水洗性,经过10次水洗后织物的强度保留率在95%以上。
3、结论
毛织物进行防霉整理能获得良好的防霉效果。防霉剂的用量是影响毛织物防霉效果的最显著因素。优化纺织防霉整理加工工艺,织物防霉性能提高,降强率较低。复配后iHeir-BJ纺织防霉剂质量浓度30g/L。10次水洗后织物强力保留率95%以上。
iHeir-BJ纺织防霉剂作为防霉剂处理纯毛织物的最佳工艺为:采用两浸两轧工艺,吡啶硫酮锌的质量浓度30g/L,树脂2g/L,烘焙温度170℃,烘焙时间4分钟。或浸渍法处理iHeir-BJ纺织防霉剂36g/L,浸渍温度80℃,时间20分钟。