抗静电剂在导电纤维长丝织物上防尘、易去污的解决方法

为了解决织物静电问题,主要采用抗静电后整理法、吸湿性纤维混纺法、导电纤维混纺或交织法等,其中前2种方法由于耐久或受环境条件的限制,应用受到了限制,而导电纤维混纺法越来越多地得到广泛应用。在导电纤维类中,有机复合导电纤维由于与其他纤维性质类似,易于混纺或交织、易于染色等优点,应用更广泛。

对于有机导电长丝用于纯涤、纯毛、毛涤等织物时,由于导电纤维的嵌入,使得织物摩擦产生的静电大多得以电晕放电或泄漏放电,不会出现主动吸灰的现象。但在干燥及空气灰尘较多时,沉落在织物表面的灰尘颗粒会因导电纤维周围放电后残余电荷集中,在导电纤维周围形成灰条(道)。通过对各种有机导电纤维长丝的试验发现,在间隔稍大、低湿、多灰尘飞扬时,涤纶织物或毛类织物都会出现灰条,尤其深色或浅色织物更明显。尽管这种灰尘易于洗除,但会影响外观。如何解决此问题,目前尚未见诸报道。本文以涤纶长丝哔叽为例研究了防尘、易去污的解决方法。

1试验材料及方法

1.1试验材料

材料为含有机导电纤维的涤纶长丝仿毛哔叽;整理剂有抗静电剂ＮＸ、抗静电剂ＴＳ、抗静电剂ＰＴＭ、柔软剂ＰＢＣ(氨基硅类)、柔软剂ＨＷＲ(环氧硅类)、柔软剂ＨＷＢ(多醚键硅类)、抗静电剂ＰＴＭ-01。其中,抗静电剂ＰＴＭ-01的有效成分为13%,其它有效成分均为15%。

1.2测试方法

色牢度测试参照有关国标执行。

折痕回复角:使用ＹＧ541织物弹性仪,按照ＧＢ-Ｔ3819-1997进行测试。

亲水性试验:按照ＡＡＴＣＣ79方法进行试验。

易去污性能测试:滴一滴污油滴在织物表面上,并在其上加2ｋｇ负荷,保持10ｍｉｎ。将织物浸入蒸馏水中,观察尘污释放情况。

抗灰尘沾污试验方法:以干燥的细灰尘为沾污源,将灰尘5ｇ倒入摩擦后的布面上,然后轻轻地把织物的一边拉起,若在织物上有集中灰条为有沾污,记为“+”;否则为无,记为“-”。

抗有机粉尘沾污试验方法:以聚乙烯细粉(化纤用聚乙烯腊分散剂)为沾污源,将沾污粉5ｇ倒入布面上,用手摩擦往复10次,然后轻轻地把织物的一边拉起,若在织物上有集中灰条沾污为有沾污,记为“+”;否则为无,记为“-”。

耐水洗试验操作方法:本试样采用Ｙ(Ｂ)089全自动缩水机,用2ｋｇ试样布,将试样布全部放入机内,用备好的衬衣布凑足重量,每次用标准合成洗涤剂25ｇ。程序编号采用4Ａ,程序为加热洗涤及漂洗时的搅拌为缓和,温度为(50±3)℃,液面高度为10ｃｍ,该洗涤温度下洗涤8ｍｉｎ冷却,加冷水到液面13ｃｍ,然后搅拌3ｍｉｎ;脱水再进水至13ｃｍ,然后搅拌2ｍｉｎ;脱水再进水至13ｃｍ,然后搅拌2ｍｉｎ再脱水。完成以上程序为一次洗涤,试验耐30次或50次水洗则重复以上操作。

1.3试验内容

1.3.1整理剂性能小样试验

对织物单独用抗静电剂和柔软剂整理后,考察单一抗静电剂或柔软剂对织物弹性、抗灰尘沾污性能、色牢度的影响。具体配方见表1。

采用棕绿哔叽,在化验室中的小轧车上二浸二轧(轧液率65%),在100℃条件下烘干,然后在135℃焙烘50ｓ。由于抗静电剂ＮＸ需要在碱性条件下固着,所以加入了ＮａＨＣＯ3。

1.3.2大机后整理工艺试验

采用棕绿哔叽,在试验1中选出性能较好的抗静电剂和柔软剂,进行优化试验。在大机上浸轧:一浸一轧(轧液率65%),在100℃条件下烘干,然后在135℃焙烘50ｓ。具体配方见表2。

2试验结果及讨论

2.1小样试验

对于涤纶长丝哔叽来说,通常在后整理时,需要使用柔软剂来提高织物的柔软度和弹性,并改善手感。

利用所选取的抗静电剂和柔软剂单独对织物进行整理,整理后的织物性能指标见表3。从表3所列的折皱恢复度测试结果可以看出,经柔软剂ＰＢＣ处理的5#样表现出优异的弹性恢复性能,含氨基有机硅柔软整理后织物的急、缓弹性能,无论是轧焙后还是洗15或30次以后均很好,都比单纯用抗静电剂整理的要好。

从表4吸灰试验结果来看,以经抗静电剂ＰＴＭ-01处理的4#样和抗静电剂ＮＸ处理的2#效果好,吸灰轻,而抗静电剂1#和3#差。

综合以上试验结果,选择性能好的抗静电剂ＰＴＭ-01、ＮＸ和柔软剂ＰＢＣ、ＨＷＢ进行组合试验,以期在不影响色牢度的情况下,提高织物的弹性、抗沾污能力。

2.2大样试验

根据表2配方在大生产设备进行的大试结果见图1和表5～表10。从图1可以看出,抗静电剂ＮＸ与柔软剂ＨＷＢ一起使用的弹性回复性能明显差于其它方案,抗静电剂ＰＴＭ-01与柔软剂ＰＢＣ或ＨＷＢ一起使用处理后的织物经多次洗涤后弹性回复性能明显优于其它方案。

从表5染色牢度可以看出,抗静电剂ＮＸ与柔软剂ＨＷＢ处理后的织物耐烫色牢度中的湿变色,耐皂洗色牢度中的变色、棉沾色,耐摩擦色牢度中的湿棉沾色均较其它方案为差;抗静电剂ＮＸ与柔软剂ＰＢＣ处理后的织物耐烫色牢度中湿棉沾色,耐皂洗色牢度中的棉沾色,耐摩擦色牢度中湿棉沾色3项也较差;这可能由于抗静电剂ＮＸ在碱性条件固色影响色牢度。而抗静电剂ＰＴＭ-01整理后的各项牢度均较为出色,说明ＰＴＭ-01对织物的色牢度影响较小。从表6来看,织物经整理后,其亲水性有较大提高,而且抗静电剂与亲水型有机硅混用比与氨基硅更好。从表7织物整理前后的表面电阻来看,抗静电剂ＰＴＭ-01具有较好的电荷泄漏性能,并且具有良好的耐久性,它可使仿毛涤纶织物的表面电阻下降5个数量级。

从表8和表9可以看出,经过整理后,织物具有较耐久的抗吸灰性能和抗粉尘沾污性能,尤其采用抗静电剂ＰＴＭ-01与亲水型有机硅混用时更明显。表10说明ＰＴＭ-01整理后具有良好的易去污性能。

2.3机理分析

抗静电剂ＰＴＭ-01是一种乳白色分散体,其化学组成为聚酯聚醚类化合物与高分子亲水性聚合物的复配物,非离子性,1%水溶液ｐＨ值为6～7,易分散于水中,能与阴离子、阳离子和非离子助剂相溶。其主体成分聚醚酯化学结构通式为:

抗静电剂ＰＴＭ-01分子中含有与涤纶类似的酯型结构,在整理过程的热处理加工中,使抗静电剂分子的一端嵌入涤纶分子中,与涤纶形成共晶或共熔物,形成牢固结合。一方面,由于ＰＴＭ-01分子中含有大量的亲水基团,可以吸收环境中的水分,降低表面电阻,使织物表面电阻电荷均匀降低,避免了导电纤维长丝的局部放电或泄漏造成的带电不均,从而不会出现灰道现象;另一方面,ＰＴＭ-01具有较高的分子量,和纤维有较大的范德华力,大大提高了整理后的耐洗性

3结束语

利用高吸湿抗静电剂处理织物,可以解决有机导电纤维长丝织物局部的被动沾尘,通过降低织物整个表面的比电阻,增强织物整个表面的静电泄漏能力,达到吸湿、防污和易去污等效果。

抗静电剂ＰＴＭ-01综合性能优于其他类型的抗静电剂,在同类型抗静电剂中其耐久性更好,特别适应于化纤仿毛织物;能使织物面电阻下降5个数量级,赋予织物良好的防污性能和易去污性能以及亲水性能,使化纤织物具有良好的舒适性。在有效解决有机导电纤维长丝局部沾污的同时,对成品色牢度影响较小。

ＰＴＭ-01系非离子化合物,具有良好的兼容性,可根据需要与其他助剂复合使用,如需提高织物的柔软性能和弹性可与氨基硅混用;如需在保证易去污同时,增强弹性和柔软时,可与亲水型有机硅混用