濕上蠟劑Belfasin GT的性能及應(yīng)用

袁友飛

［科凱精細(xì)化工（上海）有限公司，上海 201512］

摩擦力是紡織材料的重要性能之一，纖維通過(guò)摩擦力相互抱合紡成紗線，紗線之間因摩擦力而織成相對(duì)穩(wěn)定的梭織物和針織物。紡織成品的觸感、柔軟效果等也取決于組成織物紗線之間的摩擦效應(yīng)。紗線的摩擦力受很多因素的影響，包括紗線張力、表面油脂量、表面毛羽、捻度、摩擦體彎曲角度、表面粗糙程度、環(huán)境溫濕度和紗線運(yùn)行的相對(duì)速度等［1］。在織造過(guò)程中，紗線與金屬表面以及其他物件表面以較高的速度相對(duì)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的摩擦力作用于紗線會(huì)影響張力、斷頭率和起毛情況，紗線與其他物體表面之間的摩擦性能對(duì)織造工藝的影響尤為突出。因此，合理降低棉紗與金屬部件表面、棉紗與棉紗之間的摩擦系數(shù)可提高織造效率和產(chǎn)品檔次。

減少織造過(guò)程中運(yùn)動(dòng)紗線與金屬部件表面摩擦力的有效途徑是降低動(dòng)摩擦系數(shù)，但是相關(guān)研究少有報(bào)道。本課題以棉紗線作為研究對(duì)象，通過(guò)系列實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證紡織用濕上蠟劑Belfasin GT 對(duì)不同水質(zhì)的適應(yīng)性及相關(guān)應(yīng)用性能。Belfasin GT 是由碳?xì)浠衔锖椭舅嵫苌锝M成的乳液，在棉紗表面均勻吸附，對(duì)纖維表面進(jìn)行物理改性可有效降低織造過(guò)程中棉紗、金屬之間的動(dòng)摩擦系數(shù)，進(jìn)而減小摩擦力，利于后道工序的順利進(jìn)行和提高產(chǎn)品質(zhì)量。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料和儀器

材料：32s棉紗、全棉單面針織物（均已煮漂，市售），Belfasin GT［科凱精細(xì)化工（上海）有限公司］，Lubricant XC、紗線平滑劑A、紗線平滑劑B、紗線平滑劑C（市售），CaCl2·2H2O、Na2SO4、冰醋酸（均為分析純，上海凌峰化學(xué)試劑有限公司）。

儀器：85-1 型磁力攪拌器（上海司樂儀器有限公司），IRDYER 型紅外樣品染色機(jī)、電動(dòng)均勻軋車（廈門瑞比精密機(jī)械有限公司），電熱烘箱（重慶四達(dá)實(shí)驗(yàn)儀器有限公司），摩擦系數(shù)測(cè)試儀（Reibwertwaage machine），PFAFF select 1548 型縫紉機(jī)（德國(guó)百?？p紉機(jī)公司），WSD-3C 型全自動(dòng)白度計(jì)（北京康光儀器有限公司）。

1.2 整理工藝

濕上蠟整理工藝：32s棉紗，整理劑用量X，浴比1∶10，pH 5～6，50 ℃，20 min，常溫烘干。

柔軟整理工藝：全棉單面針織物，整理劑用量為30 g/L，pH 5～6，軋余率70%，120 ℃預(yù)烘2 min，150 ℃焙烘2 min。

1.3 測(cè)試

摩擦系數(shù)：待測(cè)紗線在標(biāo)準(zhǔn)大氣中平衡24 h，用摩擦系數(shù)測(cè)試儀測(cè)試，取讀數(shù)穩(wěn)定后的平均值。

縫紉性：待測(cè)樣布在標(biāo)準(zhǔn)大氣中平衡24 h，用縫紉機(jī)測(cè)試兩層樣布與鋼針之間的摩擦阻力，評(píng)價(jià)縫紉性。

手感：待測(cè)樣布在室溫環(huán)境中平衡2 h 左右，多人手摸評(píng)定。

親水性：待測(cè)樣布在室溫環(huán)境中平衡至少4 h，根據(jù)JIS L 1907采用滴水法測(cè)試。

色變：待測(cè)樣布在室溫環(huán)境中放置至少2 h，用全自動(dòng)白度計(jì)測(cè)試。

斷裂強(qiáng)力及斷裂伸長(zhǎng)率：參照GB/T 3916—1997《紡織品卷裝紗單根紗線斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)定》測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 水質(zhì)對(duì)濕上蠟劑整理液穩(wěn)定性的影響

染整用水水質(zhì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和成本都有很大影響，若水質(zhì)控制不當(dāng)，不僅會(huì)造成藥品浪費(fèi)，還會(huì)影響成品質(zhì)量［2］。在紗線濕上蠟整理工藝中，對(duì)水質(zhì)的要求雖沒有前處理及染色要求嚴(yán)格，但水質(zhì)也會(huì)影響整理液的穩(wěn)定性。由于印染廠水質(zhì)差異較大，因而在生產(chǎn)前要檢測(cè)濕上蠟劑產(chǎn)品對(duì)不同水質(zhì)的穩(wěn)定性，以確保批量生產(chǎn)順利進(jìn)行以及產(chǎn)品的高正品率。

2.1.1 耐硬水性能

由表1 可以看出，在178×10-6的硬水中，Belfasin GT 和Lubricant XC 整理液放置3 h 后均穩(wěn)定；但是在278×10-6的硬水中，Lubricant XC 整理液出現(xiàn)白色絮凝狀物質(zhì)，表明Lubricant XC 部分組分不耐硬水，與Ca2+、Mg2+生成難溶于水的化合物，而Belfasin GT 外觀呈現(xiàn)微乳液特有的藍(lán)光，至少耐278×10-6的硬水，顯示出良好的耐硬水性能。

表1 Belfasin GT 和Lubricant XC 的耐硬水性能

2.1.2 耐電解質(zhì)性能

由表2 可知，在用兩種硬水配制的Lubricant XC整理液中加入電解質(zhì)Na2SO420 g/L，放置3 h 后均出現(xiàn)白色絮凝狀物質(zhì)，在278×10-6硬水中絮凝現(xiàn)象更嚴(yán)重。這可能是由于電解質(zhì)離子作用于Lubricant XC 形成膠束，出現(xiàn)鹽析效應(yīng)。Belfasin GT 在相同條件下則表現(xiàn)出較強(qiáng)的耐硬水和耐電解質(zhì)性能，即耐278×10-6硬水和20 g/L 電解質(zhì)的疊加作用，因而適用于不同水質(zhì)下的棉紗線濕上蠟整理工藝。

表2 Belfasin GT 和Lubricant XC 在不同硬水中的耐電解質(zhì)性能

2.2 降低全棉紗線-金屬表面摩擦系數(shù)的能力

按濕上蠟整理工藝，采用浸漬法考察Belfasin GT用量對(duì)降低全棉紗線-金屬表面摩擦系數(shù)能力的影響，結(jié)果見圖1。

未處理全棉紗線與金屬表面的摩擦系數(shù)超出測(cè)試儀量程，即大于0.4。由圖1 可看出，即使在Belfasin GT 用量極低的情況下，經(jīng)過(guò)處理的全棉紗線與金屬之間的摩擦系數(shù)都明顯降低；用量大于2.0%后，摩擦系數(shù)曲線坡度變得平緩，因此Belfasin GT 用量選擇1.5%～3.0%。

圖1 Belfasin GT 降低全棉紗線-金屬表面摩擦系數(shù)的能力

Belfasin GT 在纖維表面均勻吸附，烘干后形成由碳?xì)浠衔锝M成的潤(rùn)滑層，從而降低棉紗線-金屬表面的摩擦系數(shù)，其過(guò)程如圖2所示。

圖2 紗線平滑劑在棉纖維表面成膜簡(jiǎn)圖

2.3 Belfasin GT 與同類產(chǎn)品綜合性能比較

2.3.1 紗線-金屬表面摩擦系數(shù)和拉伸強(qiáng)力

由表3 可以看出，經(jīng)濕上蠟劑整理后，棉紗線與金屬表面摩擦系數(shù)大幅降低，Belfasin GT 降低棉紗線-金屬表面摩擦系數(shù)更加突出；斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率略有下降。

表3 濕上蠟劑對(duì)紗線-金屬表面摩擦系數(shù)和拉伸強(qiáng)力的影響

2.3.2 紗線縫紉性和其他物理性能

由表4 可以看出，經(jīng)濕上蠟劑整理的棉織物，縫紉阻力減少35.6%～44.1%，表明縫紉性有較大提高，其中Belfasin GT 在改善棉紗線縫紉性方面表現(xiàn)更佳；色變小，手感良好。

表4 濕上蠟劑對(duì)棉紗線縫紉性和其他物理性能的影響

3 結(jié)論

（1）室溫（25 ℃）下，5 g/L Belfasin GT 整理液可耐278×10-6（以CaCO3計(jì)）硬水和20 g/L Na2SO4電解質(zhì)，且至少可穩(wěn)定3 h。

（2）Belfasin GT 可有效降低棉紗線-金屬表面摩擦系數(shù)，推薦用量為1.5%～3.0%。

（3）Belfasin GT 在降低棉紗線-金屬表面摩擦系數(shù)、提高縫紉性方面好于市場(chǎng)同類產(chǎn)品，是一只綜合性能優(yōu)秀的濕上蠟劑。