針織面料耐久抗紫外線及抗菌整理開發(fā)

黃春燕，王正球，馬正宏，顧曉林

[東麗酒伊織染（南通）有限公司，江蘇 南通 226007]

隨著人們健康生活意識的強化，消費者對衛(wèi)生防護服裝的需求也越來越高，比如要求具備抗紫外線和抗菌性能。為賦予服裝面料這樣的功能，一般在后整理過程中進行抗紫外線和抗菌處理。經(jīng)過該工藝處理的面料一般耐久性差，洗滌后抗紫外線和抗菌性能大大減弱。本研究通過合理的針織面料紗線選擇和組織設計，在不影響面料輕量特點的前提下，最大限度地增加面料的空間面積，減小紫外線的穿透力，并結(jié)合合理的染整工藝實現(xiàn)面料抗紫外線和抗菌功能的耐久性。

1 設計原理

要想增強針織面料在后整理過程中對抗菌劑的吸附能力，必須增加面料的組織空間，利用線圈的堆疊串套來實現(xiàn)?？紤]到面料透氣性及抗紫外線的要求，本研究擬設計開發(fā)一款氨綸棋盤格面料，利用棋盤格面料的編織特性，在線圈縱行上形成線圈堆疊；織入氨綸紗后，在線圈橫列上也能產(chǎn)生線圈堆疊。面料本身在結(jié)構(gòu)上削弱了紫外線的穿透力，搭配全消光的滌綸紗線，只要通過后整理就可以直接獲得永久的抗紫外線功能。另外，這樣的組織結(jié)構(gòu)給后整理液預留了足夠的吸附空間，并且以氨綸作為載體[1]，在后整理過程中能使抗菌劑均勻地分布在整塊面料上。在高溫的作用下，纖維溶脹后，利用后整理軋輥的壓力作用使抗菌劑深入纖維內(nèi)部，發(fā)生交聯(lián)反應，提高耐久性。

2 編織工藝

2.1 原料規(guī)格

75 D陽離子改性滌綸（江蘇盛虹科貿(mào)有限公司）、75 D全消光滌綸（香塘集團有限公司）、20 D氨綸混編（浙江華峰氨綸股份有限公司），面料成分為陽離子改性滌綸14.00%、滌綸74.00%、氨綸12.00%。

2.2 設備參數(shù)

機型：單面大圓機[福原（東莞）貿(mào)易有限公司]，機號：36 G，筒徑：34寸（1寸≈0.03 m），總針數(shù)：3 900，路數(shù)：102。

2.3 織針排列

針筒4段織針全部參與編織，織針按照ABABCDCD順序排列，8枚織針為一個花紋循環(huán)。

2.4 三角排列

三角排列如圖1所示。

圖1 三角排列

2.5 編織圖

編織線圈如圖2所示。

圖2 編織線圈

2.6 穿紗方式

1～6 F、8～13 F同時襯入75 D全消光紗和20 D氨綸，7 F和14 F同時襯入75 D改性滌綸紗和20 D氨綸。

3 染整工藝

開匹縫頭→去油處理→預定型→染色→展布→干燥→整理定型→檢驗。

3.1 材料與儀器

織物：針織氨綸棋盤格面料（克重120 g/m2）。

助劑：酸（pH-07，南通朝日實業(yè)）、滲透劑（ULTRAVON CN，亨斯邁紡織染化）、抗菌劑（MR-T100，大阪化成株式會社）、吸水劑（PR-9000，浙江日華有限公司）。

儀器：電子天平（YP2001N型，上海舜宇恒平科學儀器有限公司）、小軋車（P-A1型，廈門Rapid有限公司）、定型機（KASEN，廣東順德瑞邦機電設備廠）。

3.2 前處理

3.2.1 去油處理

平幅機第1槽40 ℃，第2槽60 ℃，第3槽85 ℃，第4～8槽（水洗槽）常溫。精煉去油劑1.0 g/L，螯合分散劑1.0 g/L。

3.2.2 預定型

預定型溫度190 ℃，時間20 min。

3.3 染色

染色處方：染色浴比1∶10，分散劑1.0 g/L、勻染劑1.5 g/L、酸1.5 g/L、分散黃0.10%～1.50%、分散紅0.10%～1.50%、分散藍0.10%～1.50%。染色曲線如圖3所示。

圖3 染色曲線

3.4 抗菌整理

將干燥后的織物浸泡在樹脂液中約3.00 s，樹脂液成分：抗菌劑10.0 g/L、吸水劑10.0 g/L。采用尼龍軋輥進行軋壓，軋輥壓力為0.4 MPa，軋余率控制在50.00%，整理定型的溫度為160 ℃，熔烘時間為60.00 s，使樹脂與織物纖維發(fā)生交聯(lián)反應，充分附著在織物表面及纖維空隙中，從而保證抗菌效果。采用芳香族化合物及陰離子界面活性劑構(gòu)成的抗菌劑[2]，與細菌細胞膜表面的陰離子結(jié)合，破壞細胞膜的正常運轉(zhuǎn)系統(tǒng)，達到抗菌抑菌的作用。

4 抗菌性測試

4.1 測試方法

（1）根據(jù)FZ/T 73023—2006中的振蕩法進行面料的抗菌性測試[3]。樣品洗滌50回后，根據(jù)評價基準GB/T 20944.3—2008，金黃色葡萄球菌抑菌率不低于80.00%，大腸埃希菌抑菌率不低于70.00%，白色念珠菌抑菌率不低于60.00%。

（2）根據(jù)GB/T 21655.1—2008中的滴下法進行面料的吸濕性測試。在距離試樣表面不到1 cm處，用滴定管將0.2 mL三級水輕輕滴在置于標準大氣條件下調(diào)濕平衡后的5塊10 cm×10 cm平整樣品上，計算洗滌前后5塊樣品水分吸收的平均時間。

（3）根據(jù)GB/T 18830—2009測試面料的抗紫外線功能。

4.2 結(jié)果與討論

單面針織物，特別是130 g以下的單面平紋針織物，由于面料克重及面料結(jié)構(gòu)的簡單局限性，無法支撐足夠復雜的空間結(jié)構(gòu)，導致針織物浸漬處理時對后整理液的吸附能力不足。本研究從增加針織物表面組織感來提高其對后整理液的吸附能力和改善后整理液的配比兩方面入手，通過組織設計，增加針織物表面空間，后整理液需合理控制抗菌劑和吸水劑的吸附量及其濃度。

4.2.1 針織物組織結(jié)構(gòu)對整理液吸附能力的影響

活用針織物的組織結(jié)構(gòu)，在不影響面料抗紫外線功能及輕量特點的前提下，最大限度地增加面料的空間面積，提高后整理過程中對抗菌劑的吸附能力，實現(xiàn)抗菌整理的耐久性。對3塊單面針織面料同時進行抗菌整理后測試抗菌性能，結(jié)果如表1所示。

表1 不同針織物組織結(jié)構(gòu)對整理液的吸附能力

由表1可知，含氨綸的單面針織物比不含氨綸的針織物吸附效果好，這是由于氨綸的收縮牽拉作用使單面針織物的相鄰線圈緊縮在一起，在織物橫向使線圈與線圈之間產(chǎn)生了堆疊，為整理液提供了更大的吸附空間；氨綸棋盤格單面針織物比普通平紋針織物的吸附效果明顯好得多，這是由于棋盤格針織物的部分線圈在空間上縱向堆疊在一起，再加上氨綸的橫向緊縮牽拉，使線圈在縱向也進行了堆疊，大大增加了針織物的單位體積比表面積，進而提高了其對后整理劑的吸附能力。

4.2.2 整理液配方對針織物抗菌性和吸水性的影響

在針織物定型整理過程中，需合理選擇抗菌劑用量及吸水劑用量并搭配柔軟劑8.0 g/L、滲透劑10.0 g/L、酸5.0 g/L。后整理處理不僅能賦予針織物抗菌性能，還能使其具有吸水性。整理液配方對抗菌性和吸水性的影響如表2所示。

表2 整理液配方對針織物抗菌性和吸水性的影響

由表2可知，當抗菌劑MR-100為10.0 g/L、吸水劑PR-9000為100 g/L時，針織物的抗菌性和吸水性達到最佳。搭配設計的小提花氨綸組織使抗菌劑和吸水劑能更多地滲透到針織物內(nèi)部，提高抗菌劑和吸水劑對針織物纖維表面的整體包覆水平，抗菌性和吸水性能更加優(yōu)異。

4.2.3 氨綸棋盤格面料的各項功能

按照上述方法制得的氨綸棋盤格面料的各項功能指標如表3所示。

表3 氨綸棋盤格面料的各項功能指標

由表3可知，上述方法制得的單面氨綸棋盤格針織面料的UPF在50+、UVA不高于5.00%，抑菌率在洗滌50回后符合GB/T 20944.3—2008的評價基準，即金黃色葡萄球菌抑菌率不低于80.00%，大腸埃希菌抑菌率不低于70.00%，白色念珠菌抑菌率不低于60.00%，達到GB AAA的標準。同時，吸水性優(yōu)越。

5 結(jié)論

（1）通過開發(fā)氨綸棋盤格組織面料，實現(xiàn)單面針織面料線圈橫、縱向的相互堆疊串套，搭配了全消光的紗線，使面料具有永久的抗紫外線功能。

（2）棋盤格的組織結(jié)構(gòu)設計增加了針織物單位體積比表面積，在后整理加工時給后整理液吸附預留了足夠的空間，提高了針織物對后整理液的吸附能力。

（3）在后整理液中合理控制抗菌劑和吸水劑的吸附量及其濃度，當抗菌劑MR-100為10.0 g/L、吸水劑PR-9000為10.0 g/L時，被整理的氨綸棋盤格針織物的抑菌率在洗滌50回后符合GB/T 20944.3—2008的評價基準，滿足金黃色葡萄球菌抑菌率不低于80.00%、大腸埃希菌抑菌率不低于70.00%、白色念珠菌抑菌率不低于60.00%。面料UPF在50+、UVA低于5.00%，符合GB/T 18830—2009的標準，具有抗紫外線功能。