氧漂洗涤工艺对棉织物功能整理的影响

程玉平，杨德明

(江苏康乃馨纺织科技有限公司，江苏 淮安 223300)

酒店纺织品作为公用纺织品，与家用纺织品洗涤方式不同[1]。酒店纺织品洗涤需要引入氧漂剂、氯漂剂[2-3]，在强碱、高温条件下去除织物上残留的各类油渍、污渍，而无论氧漂剂还是氯漂剂，均需通过水解产生氧化能力极强的活性氧[4]，然后破坏污垢、色渍基团从而达到消色漂白的目的。这类漂白作用虽然可以快速去除纤维素纤维的污垢，但对织物具有很大的损伤[5]。

纺织品功能后整理作为功能纺织品的重要组成部分，一般以浸轧、浸渍、涂层、印花等方式进行[6-7]，功能助剂与织物结合牢度往往受使用环境、洗涤环境以及时间[8]等客观因素的影响，其中，水洗环节对功能助剂结合牢度影响最大。为改善纺织品功能的耐久保持性，国内外知名化工企业，如亨斯迈、鲁道夫、杜邦等研发了一系列高效耐久的功能后整理助剂，强化织物与功能基团的结合能力，最高可保证织物水洗50次仍具有相应功能[9-10]。但是，目前用于提高公共纺织品耐工业漂洗的功能后整理助剂尚属空白。

本文根据酒店纺织品氧漂洗涤工艺特点，以双氧水质量浓度、洗涤温度以及pH值作为主要工艺参数，设计正交试验方案，研究氧漂洗涤工艺对织物抗菌、阻燃、三防(防水、防油、防污)功能整理棉织物拒油功能保持性能的影响。

1 试验部分

1.1 试验原料

1.1.1 织物规格

试样选用江苏康乃馨纺织科技有限公司全棉贡缎织物，织物规格为：织物组织五枚三飞缎纹，经纱线密度98.3 dtex，纬纱线密度147.5 dtex，经向密度681根/(10 cm)，纬向密度500根/(10 cm)，织物颜色为漂白色。

1.1.2 助 剂

OLEOPHOBOL SLA NEW特氟隆三防整理剂、PHOBOL XAN三防增效剂(工业品，上海绿铜物资有限公司)，JFC渗透剂(工业品，济南鑫盛达化工有限公司)，ZYQ-003棉阻燃整理剂 (西南大学纺织服装学院提供)，天然纤维印染改性剂(有机季铵盐类抗菌整理剂，西南大学纺织服装学院提供)，质量分数为30%的双氧水(艺康化工有限公司)。

1.1.3 仪器设备

P-BO型卧式气压电动小轧车(佛山市精柯纺织印染设备有限公司)，R3型定形烘干小样机(佛山市精柯纺织印染设备有限公司)，HHS 电热恒温水浴锅(上海医疗器械五厂)等。

1.2 试验方案

为研究双氧水质量浓度A、洗涤温度B及pH值C等参数对织物功能指标的影响规律，采用3因素3水平正交试验，影响因子水平表见表1。

1.3 测试方法

1.3.1 抗菌性能

由于细菌种类繁多，对抗菌纺织品进行所有菌类抑制或杀灭功能整理的成本较高且不现实，因此在对抗菌纺织品进行抗菌效果判定时，应选择具有代表性的细菌进行抗菌评价。金黄色葡萄球菌作为革兰氏阳性菌的代表，抵抗力最为顽强。根据GB/T 20944—2008《纺织品 抗菌性能的评价 第3部分：振荡法》，测试抗菌纺织品对金黄色葡萄球菌的抗菌率。GB/T 20944—2008采用振荡法测定纺织品抗菌性能，抗菌效果的评价为对金黄色葡萄球菌的抗菌率不低于70%，表示样品具有抗菌效果。选用未经抗菌处理的标准空白试样作为对照样，记录接触时间为0时织物上的活菌浓度，再将标准空白样、待测试样分别放入细菌培养液中，振荡接触18 h，测试二者的活菌浓度，记为A0、A1(cfu/mL)。抗菌率=(1-A1/A0)×100%

1.3.2 阻燃性能测试

采用YG815 A-III型织物阻燃性能测试仪(温州方圆仪器有限公司)，参照GB/T 5455—2014《纺织品 燃烧性能 垂直方向损毁长度、阴燃和续燃时间的测定》进行测试。先在经纬向各取5块试样，试样尺寸为90 mm×300 mm。然后，将试样装在试样夹中，并控制丁烷火源火焰高度40 mm，点火时间12 s后移开火源并打开计时器记录阴燃、续燃时间。取出试样后，沿着试样长度方向上损毁面积内最高点折一条直线，在试样下端一侧距离底边与侧边各约6 mm处挂上重锤，再用手缓缓提起试样下端另一侧，让重锤悬空放下，测量并记录试样撕裂的长度，即为损毁长度。

1.3.3 拒油性能测试

参照GB/T 19977—2014《纺织品 拒油性 抗碳氢化合物试验》对整理后的织物进行拒油性测试，将8种不同标准液沿着织物纬向滴在整理的织物上，45°观察织物在30 s内不出现明显润湿现象，以30 s内不浸润织物标准液的最大等级为织物拒油等级，故拒油性测试中每种标准液都分别测定未洗涤和洗涤15次的2种试样。由于油分子液滴粒径远小于水分子、污渍分子，一般拒油纺织品必定拒水、拒污，因此试验仅测试具有三防代表性的拒油性，不考虑拒水性、拒污性。

2 结果与讨论

2.1 氧漂洗涤对抗菌保持性能的影响

2.1.1 棉织物的抗菌整理

将织物置于30 g/L抗菌改性剂溶液里浸泡3～5 min(水温40～45 ℃)。通过两浸两轧工艺，控制轧液率65%，再依次经120 ℃预烘3 min与150 ℃烘焙3 min，获得具有良好抗菌功能的棉织物。未氧漂洗涤前棉织物的抗菌测试结果见表2。可见未洗涤的抗菌整理棉织物具有优异的抗菌性。

表2 未洗涤抗菌棉织物抗菌性能测试结果

2.1.2 抗菌棉织物氧漂洗涤

按照正交试验方案进行氧漂洗涤，研究氧漂洗涤工艺对抗菌功能保持性能的影响，氧漂洗涤抗菌整理棉织物的抗菌性测试结果见表3。可以看出，随着双氧水质量浓度、洗涤温度的提高，抗菌棉织物的抗菌能力呈现不同程度的下降，其中双氧水质量浓度对抗菌性影响最大，双氧水质量浓度每提高5 g/L，织物抗菌性能下降约40%；而氧漂洗涤pH值环境过酸或过碱，都不利于抗菌棉织物抗菌性能的保持。

表3 氧漂洗涤棉织物抗菌性测试结果

提高双氧水质量浓度会较大地增加活性氧含量，加快对棉纤维的漂白作用，并与纤维表面的抗菌物质发生化学反应；原本附着于织物表面或者内部的抗菌剂以范德华力、离子键合力与棉纤维的结合在化学反应、物理剥离的效果下，会重新脱落到洗涤液中，并无法回归至纤维内部。而洗涤温度的提高，进一步加快氧漂洗涤液中各物质的分子活动，加快双氧水对织物的氧化还原漂白作用，从而导致抗菌性能下降剧烈。此外，pH值过酸或者过碱均会对纤维素产生一定的水解及碱化溶胀作用，将内部的有机季铵盐抗菌剂从纤维、纱线内部脱落，引起抗菌性能下降。

2.2 氧漂洗涤对阻燃性能保持性能的影响

2.2.1 棉织物的阻燃整理

将棉织物用质量分数为20%的氢氧化钠在常温(15～20 ℃)泡10～20 min，然后洗涤至中性。 随后将织物在 70～90 ℃条件下在300 g/L阻燃整理液中浸渍 0.5 min，再在定形机中于 185～190 ℃烘焙 3～5 min至微微发黄，最终清水洗、定形烘干，获得阻燃效果良好的棉织物。未氧漂洗涤前阻燃棉织物的阻燃测试结果见表4。可见未洗涤阻燃棉织物具有优异的阻燃效果。

表4 未洗涤阻燃棉织物垂直燃烧测试结果

2.2.2 阻燃棉织物氧漂洗涤

按照正交试验方案进行氧漂洗涤，研究氧漂洗涤对阻燃功能保持性影响，相应的测试结果见表5。重点考察氧漂洗涤工序对织物经纬向损毁长度的影响。可以看出，双氧水质量浓度、洗涤温度、pH值的提高均会导致阻燃棉织物损毁长度增长、阻燃性能下降，其中双氧水质量浓度的影响效果远大于洗涤温度与pH值。

棉织物为易燃织物，未洗涤前阻燃整理剂用量达到300 g/L具有良好的阻燃效果，但双氧水质量浓度的增加、温度的提高均会提高活性氧的运动，进而导致阻燃棉纤维上的阻燃成分脱落，而pH值的提高进一步加速棉纤维的溶胀现象，使得棉纤维的无定形区增加，比表面积增大，原本附着于纤维上的高密度阻燃剂暴露于氧漂洗涤液中，极易受到物理作用与化学作用的破坏。

2.3 氧漂洗涤对拒油功能保持性能的影响

2.3.1 棉织物的三防整理

采用三防整理剂80 g/L、JFC渗透剂1 g/L、交联剂10 g/L混合搅拌30～60 s配置形成三防整理液，通过两浸两轧工艺，控制轧液率65%，再依次经120 ℃预烘3 min与150 ℃烘焙3 min，获得具有良好三防功能的棉织物。经测试三防整理棉织物未洗涤前拒油等级为6级。

表5 氧漂洗涤阻燃棉织物阻燃测试结果

2.3.2 三防整理棉织物氧漂洗涤

按照正交试验方案进行氧漂洗涤，研究氧漂洗涤对三防整理棉织物拒油功能保持性的影响，相应的测试结果见表6。可以看出，双氧水质量浓度增加并不会导致拒油能力的削弱，而洗涤温度与pH值的提高，则一定程度上会导致拒油能力的下降，但是下降幅度仅0.5～1.0级，影响不大。

表6 氧漂洗涤后棉织物拒油测试结果

分析表6结果可知，特氟隆三防整理与三防增效剂的共同作用可以大幅加强整理树脂与纤维的结合力，而另一方面，面料良好的拒油能力会使棉织物在氧漂洗涤液中无法被浸润，双氧水以及酸碱环境的各种水溶性物质无法进入纤维、纱线内部，因此最终拒油功能洗涤前后变化不大。但是洗涤温度相较于双氧水质量浓度、pH值环境影响更大，这是由于温度的升高，可能使得棉纤维内部的少量氟碳拒油整理成分脱落，导致拒油功能削弱。

3 结 论

本文采用3因素3水平正交试验研究氧漂洗涤工艺的pH值、洗涤温度及双氧水质量浓度等工艺参数对抗菌整理、阻燃整理、三防整理棉织物的影响。结果如下：

①双氧水质量浓度、洗涤温度、pH值对抗菌、阻燃整理棉织物的功能保持性能影响显著，对三防整理棉织物的拒油功能保持性能影响较小。

②随着双氧水质量浓度、洗涤温度等提高，抗菌棉织物的抗菌能力呈现不同程度下降，其中双氧水质量浓度对抗菌性影响最为明显，双氧水质量浓度每提高5 g/L，抗菌性能下降近约40%；而氧漂洗涤的pH值环境过酸或过碱都不利于棉织物的抗菌保持性。

③双氧水质量浓度、洗涤温度、pH值的提高均会导致棉织物的损毁长度增长、阻燃性能下降，其中双氧水质量浓度的影响效果远远大于洗涤温度与pH值。