滌綸改性纖維用于靜電植絨的性能評(píng)價(jià)

粘膠纖維是現(xiàn)在國內(nèi)植絨用人造纖維的代表品種，吸濕性、染色性和導(dǎo)熱性性能優(yōu)異，加工簡單，而且粘膠纖維具有多種截面規(guī)格和纖度，能滿足多個(gè)領(lǐng)域的需要，一直占據(jù)著植絨市場大部分份額，但其有一個(gè)最大的缺點(diǎn)就是耐磨性不是很好。在耐磨性好的合成纖維中，錦綸強(qiáng)度高，彈性好，染色性能優(yōu)，耐磨、耐疲勞性居各類纖維之首，但手感和耐曬性稍差，而滌綸毛絨的價(jià)格便宜、手感佳，但滌綸極低的回潮率、導(dǎo)電性較差，成為應(yīng)用于靜電植絨行業(yè)的巨大障礙。

目前，國內(nèi)外對(duì)靜電植絨毛絨的研究不多，主要集中在改變工藝參數(shù)上，分析不同外加電壓、極板距離和植絨時(shí)間對(duì)植絨牢度的影響，而對(duì)于新型毛絨原料的創(chuàng)新和開發(fā)研究較少。本文探討了滌綸改性纖維在靜電植絨方面應(yīng)用的可能性，通過將改性滌綸毛絨、錦綸毛絨和粘纖毛絨在相同條件下進(jìn)行靜電植絨打樣，并對(duì)各種樣品進(jìn)行植絨牢度、靜電、摩擦色牢度等測試，比較論證各種毛絨的性能差異，對(duì)滌綸的改性以及靜電植絨毛絨的開發(fā)提出合理性的建議。

1 毛絨制備

本試驗(yàn)選用的滌綸是經(jīng)過改性處理的，在普通滌綸上引入了一些特征基團(tuán)，使得改性后的滌綸的回潮率升高，為2.92%，電阻值也升高，為3.1×107Ω。改性滌綸經(jīng)過電著處理后，可以達(dá)到與靜電植絨錦綸毛絨相當(dāng)?shù)谋砻骐娮?，可以獲得良好的導(dǎo)電率。

試驗(yàn)材料：改性滌綸X絲束，改性滌綸Y絲束，改性滌綸Z絲束和錦綸毛絨，陽離子染料（2.5%），冰醋酸（2.5%），醋酸鈉（1.0%），勻染劑1227（0.5%），電著劑（硫酸鋁鉀、柔軟劑、分散劑、硬挺劑）。

試驗(yàn)儀器：毛絨切割機(jī)，數(shù)顯恒溫水浴鍋，電磁爐，電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，電子天平，攪拌器，標(biāo)準(zhǔn)篩，SPG110飛升性檢測儀。

毛絨制備：毛絨切割→前處理（浴比1：20，100℃，5min）→染色→電著劑處理（100℃，30min）→脫水→烘干→篩毛→封裝。

儀器設(shè)備：01-1型電熱鼓風(fēng)干燥箱、F140-Ⅲ靜電植絨機(jī)、電子天平、篩子、秒表計(jì)時(shí)器、吸塵器、刷子，膠帶紙。

2 植絨打樣過程

本試驗(yàn)的植絨制樣工藝參數(shù)參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 64013—2008 《靜電植絨毛絨》附錄A執(zhí)行，采用飛升法進(jìn)行靜電植絨，外在電壓設(shè)定為30kV，極板距離設(shè)定為15cm，植絨時(shí)間設(shè)定為15s，選用的粘合劑均為丙烯酸酯類粘合劑（含固量為42%），選用的基布為白色全棉機(jī)織布（無熒光增白劑），然后對(duì)粘膠、錦綸、改性滌綸X、改性滌綸Y、改性滌綸Z進(jìn)行植絨打樣的過程。

打樣過程：基布→涂粘合劑→靜電植絨→預(yù)烘（100℃，10 min）→焙烘（150℃，5min）→刷毛→后整理→樣品。

3 性能測試與分析

3.1 靜電植絨效果外觀評(píng)定

手感指的是織物某些機(jī)械和物理性能對(duì)手掌刺激產(chǎn)生的綜合反應(yīng)。粘膠纖維作為靜電植絨用人造纖維的代表品種，其特點(diǎn)是手感柔潤，與其他4種樣品相比，會(huì)更加的細(xì)膩，這與粘膠的固有特性是有關(guān)的。當(dāng)然其他4種樣品的規(guī)格都是1.8D×0.6mm，而粘膠纖維由于是通過粉碎機(jī)粉碎而得，纖維長度不勻率比較高，纖維平均長度會(huì)小于0.6mm，導(dǎo)致其手感也比較好。由表1可以看出改性滌綸Y、改性滌綸Z與錦綸手感相差不多，改性滌綸X更加細(xì)膩柔軟，這與滌綸的改性處理有關(guān)，改性滌綸X絲束本身就是超柔軟性的，因此最終得到的靜電植絨產(chǎn)品手感就比較好。

表1 靜電植絨效果外觀評(píng)定

在鮮艷程度方面，3種滌綸的顏色會(huì)更加鮮艷。試驗(yàn)證明，滌綸經(jīng)過相應(yīng)的改性處理后，染色性能得到加強(qiáng)，因此得到的靜電植絨產(chǎn)品顏色艷麗。

在植絨密度方面，粘膠的植絨密度會(huì)比較差，這與粘膠是短纖維有關(guān)，它不是通過長絲切割得到的，而是通過粉碎機(jī)得到，纖維長度不勻率比較高，直接導(dǎo)致毛絨在基布上的分布不均。所有樣品中，改性滌綸X、改性滌綸Z的植絨密度是最好的，毛絨豐滿。原因可能是兩者的電著處理時(shí)間比較長，為30min，電著劑會(huì)比改性滌綸Y在纖維表面的吸附量更大，且吸附更均勻，也可能是溫度控制得更好。與錦綸相比，它們所采用的植絨工藝相同，都是相同的外部電壓，相同的極板距離，相同的植絨時(shí)間，植絨密度不同，也可能與纖維本身的固有性質(zhì)有關(guān)。

3.2 洗后外觀評(píng)定

洗后外觀是對(duì)織物按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的洗滌方法進(jìn)行洗滌，然后根據(jù)洗滌后的織物外觀和未洗的織物進(jìn)行比較，并進(jìn)行評(píng)估。

本試驗(yàn)根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 64011—2012 《靜電植絨織物》指定的方法標(biāo)準(zhǔn)GB/T 8628—2013 《紡織品 測定尺寸變化的試驗(yàn)中織物試樣的準(zhǔn)備、標(biāo)記及測量》、GB/T 8629—2001 《紡織品 試驗(yàn)用家庭洗滌和干燥程序》和GB/T 8630—2013 《紡織品 洗滌和干燥后尺寸變化的測定》進(jìn)行測試，選用5A的洗滌程序，總裝料2kg，干燥方法F，干燥溫度不超過40℃。洗后外觀評(píng)級(jí)如下描述執(zhí)行：1級(jí)：植絨部分絨毛脫落殆盡。2級(jí)：植絨部分絨毛部分脫落，明顯露底，露底部分連續(xù)成片。3級(jí)：植絨部分絨毛部分脫落，輕微露底，露底孤立不連續(xù)成片。4級(jí)：植絨部分絨毛輕微脫落，不露底。5級(jí)：植絨部分絨毛幾乎不脫落，與原樣無明顯差異。

表2 洗后外觀評(píng)定

根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 64011—2012 《靜電植絨織物》規(guī)定，洗后外觀取最差值作為最終的洗后外觀評(píng)定值。由表2可以看出，粘膠洗后外觀最差，其余的4種樣品評(píng)定結(jié)果都比較令人滿意，達(dá)到4級(jí)，符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 64011—2012 《靜電植絨織物》中一等品和合格品的要求（優(yōu)等品要求5級(jí)）。粘膠的洗后外觀差應(yīng)該是因?yàn)檎衬z纖維是通過粉碎機(jī)粉碎而得，纖維長度不勻率比較高，導(dǎo)致植絨密度低，洗滌過程中，樣品與陪洗物進(jìn)行摩擦，毛絨脫落而導(dǎo)致毛絨密度更低，因此比較容易出現(xiàn)露底的現(xiàn)象。

3.3 植絨牢度測試

織物在使用過程中，會(huì)受到各種不同的外界因素作用，逐漸降低其使用價(jià)值，最后導(dǎo)致?lián)p壞，其中磨損是損壞的主要因素之一。所謂磨損就是指織物與另一物體由于反復(fù)摩擦而使織物逐漸損壞。耐磨牢度就是織物具有的抵抗磨損的特性。本試驗(yàn)用耐磨性來反映毛絨的植絨牢度。

本試驗(yàn)根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 64011—2012 《靜電植絨織物》指定的方法標(biāo)準(zhǔn)GB/T 21196.1—2007 《紡織品 馬丁代爾法織物耐磨性的測定 第1部分：馬丁代爾耐磨試驗(yàn)儀》和GB/T 21196.4—2007 《紡織品 馬丁代爾法織物耐磨性的測定 第4部分：外觀變化的評(píng)定》進(jìn)行測試，使用馬丁代爾平磨儀，壓力為9kPA，采取試樣與磨料相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡為利薩如圖形的多方向磨損測試方法，測試本文幾種植絨面料的耐磨性，以試樣部分露底、條絨斷條或表面外觀為不可接受（GB/T 250中的3級(jí)及以下）為測試終點(diǎn)，記錄摩擦次數(shù)。

表3 植絨牢度測試

根據(jù)GB/T 21196.1—2007 《紡織品 馬丁代爾法織物耐磨性的測定 第1部分：馬丁代爾耐磨試驗(yàn)儀》和GB/T 21196.4—2007 《紡織品 馬丁代爾法織物耐磨性的測定 第4部分：外觀變化的評(píng)定》，以耐磨次數(shù)最少的一個(gè)作為最終的植絨牢度測試數(shù)據(jù)。由表3可以看出，粘膠的植絨牢度較差，為589轉(zhuǎn)，因此在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 64011—2012《靜電植絨織物》中的4.5有相關(guān)描述：絨毛為粘膠纖維或經(jīng)過雕印的產(chǎn)品，可不考核植絨牢度，但應(yīng)有“本產(chǎn)品不適用于經(jīng)常摩擦”字樣。錦綸的植絨牢度最好，為25678轉(zhuǎn)。這與錦綸本身的耐磨、耐疲勞性好有關(guān)，改性滌綸X和改性滌綸Z的耐磨性能也很好，接近于錦綸，分別為18830轉(zhuǎn)和18900轉(zhuǎn)，但還是有差距。而改性滌綸Y的植絨牢度相對(duì)較差，這可能是改性滌綸的改性沒有處理好，導(dǎo)致纖維耐磨性不好。在植絨過程中，改性滌綸Y出現(xiàn)了部分磨損嚴(yán)重的現(xiàn)象，說明本樣品毛絨在基布上分布不均，可能是毛絨處理過程中，分散性沒有處理好，導(dǎo)致植絨密度分布不勻。

3.4 抗靜電性能測試

織物在生產(chǎn)加工和使用過程中，織物之間、織物和皮膚之間或者織物和其他材料之間相互接觸、摩擦和分離，使織物表面出現(xiàn)電荷的聚集和轉(zhuǎn)移，從而產(chǎn)生靜電。靜電不僅對(duì)生產(chǎn)加工有害，還會(huì)影響穿著的舒適性，甚至危害人體健康。因此，抗靜電性能是織物的一個(gè)重要指標(biāo)。本試驗(yàn)通過測試織物的靜電壓峰值和半衰期來反映織物的抗靜電性能。

本試驗(yàn)根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 64011—2012 《靜電植絨織物》指定的方法標(biāo)準(zhǔn)GB/T 12703.1—2008 《紡織品 靜電性能的評(píng)定 第1部分：靜電壓半衰期》進(jìn)行測試。用YG342—1型感應(yīng)式靜電儀測試試樣的最大靜電壓和靜電壓半衰期。

表4 靜電性能測試

由表4可以看出，粘膠經(jīng)過摩擦沒有出現(xiàn)靜電，因?yàn)槠漭^低的聚合度、結(jié)晶度和取向度，使得表面電阻較小，導(dǎo)電率大，摩擦不容易產(chǎn)生靜電現(xiàn)象。改性滌綸樣品摩擦后產(chǎn)生的靜電壓峰值都和錦綸相差不多，甚至小于錦綸，而且都小于2000V，半衰期小于5s，符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 64011—2012 《靜電植絨織物》的質(zhì)量要求。從摩擦產(chǎn)生靜電方面講，改性滌綸相比于錦綸，沒有劣勢。

3.5 耐摩擦色牢度測試

織物的耐摩擦色牢度是紡織品的色牢度中最重要的指標(biāo)之一，即指染色織物經(jīng)過摩擦后的掉色程度，可分為干摩擦色牢度和濕摩擦色牢度。根據(jù)產(chǎn)品的不同用途，對(duì)于織物的摩擦色牢度的要求也是不一樣的。本試驗(yàn)根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 64011—2012 《靜電植絨織物》指定的方法標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3920—2008 《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐摩擦色牢度》進(jìn)行測試，使用方形摩擦頭。本試驗(yàn)分別用一塊干摩擦布和一塊濕摩擦布對(duì)樣品進(jìn)行測試，采用符合GB/T 251—2008《紡織品 色牢度試驗(yàn) 評(píng)定沾色用灰色樣卡》標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)定沾色用灰卡對(duì)摩擦布的沾色程度進(jìn)行摩擦色牢度評(píng)級(jí)。

表5 摩擦色牢度測試

由表5可以看出，所有樣品都至少符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 64011—2012 《靜電植絨織物》合格品的質(zhì)量要求。錦綸的色牢度相比于3種改性滌綸樣品的色牢度，無論是濕摩還是干摩，都更勝一籌，達(dá)到優(yōu)等品的質(zhì)量要求。改性滌綸X易染色，樣品顏色艷麗，但是色牢度不是很好，因此改性滌綸X在毛絨染色上需要進(jìn)一步改進(jìn)。

4 結(jié)論

通過以上試驗(yàn)分析，可以看出：采用的幾種纖維，從感官上來講，改性滌綸產(chǎn)品手感好，顏色艷麗，植絨密度大。從物理性能上來看，改性滌綸的耐磨性很好，植絨牢度高，3種中最好的可以達(dá)到接近20000轉(zhuǎn)，至于改性滌綸Y耐磨性不好，為6120轉(zhuǎn)，摩擦過程中出現(xiàn)一邊磨損的現(xiàn)象，可能是毛絨在電著處理過程中，分散性沒有處理好。從3種樣品的色澤和摩擦色牢度來看，得到的產(chǎn)品顏色艷麗，色澤飽滿，但是色牢度相對(duì)于錦綸還有差距，干摩的情況下，改性滌綸一般在3級(jí)左右，錦綸為4級(jí)；濕摩的情況下，改性滌綸也都是3級(jí)，錦綸為3～5級(jí)?；旧峡梢耘袛?，改性滌綸用于靜電植絨，從性能上是可以替代錦綸的。