棉纤维聚氨酯染整织物
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本文作者：金关秀 莫 穷 胡金莲 吕 晶 龚建伟 单位：浙江工业职业技术学院 浙江省现代纺织工业研究院 香港理工大学 浙江怡创印染有限公司
0前言
形状记忆材料是指受到各种外加刺激(热、化学、机械、光、磁或电等)时被触发而作出响应，从而改变本身的技术参数(如形状、位置、应变、硬度、动态或静态特征等)的智能型材料［1］。形状记忆聚氨酯(PUs)是一种温敏形状记忆材料，香港理工大学采用PUs通过湿法或熔融纺丝法制备出聚氨酯形状记忆纤维(SMF)［2］。其特性是处于较低温度(如室温)时，具有某一初始形状(如平直状)的纤维，在外力的作用下发生形变(如伸长)并将此形变固定下来，在被加热至高于其形变恢复温度时，又能恢复到初始的形状。含SMF织物具备起拱回复、折痕保持、褶皱恢复以及对皮肤零压力或恒压力等特殊功能［3］。目前，其开发应用尚处于起步阶段，在染整加工中还有大量关键技术问题需要进行探索和解决。含聚氨酯形状记忆纤维机织物目前主要采用记忆包芯纱织造，SMF在包芯纱中充当芯丝，本身无需染色。其染整工艺的确定主要考虑在不影响聚氨酯形状记忆芯丝性能的前提下进行外包纤维的染色。
1材料、设备和性能测试方法
1．1材料与设备织物(27．8tex棉+5．6texSMF)/(27．8tex棉+5．6texSMF)，285根/10cm×270根/10cm，2/2斜纹，152cm，SMF含量17%，SMF纤维的形变回复温度为65℃助剂Na2CO3，H2O2，Na2SO4，NaOH，Na2SiO3，MgSO4，Na3PO4，渗透剂，洗涤剂，净洗剂染料活性红BF-3B、活性黄BF-3R、活性黑B设备LMH003气体烧毛机，EJ121高温高压溢流染色机，MH774型热定形机，Instron4411试验机，Y571D型多功能色牢度摩擦仪，SW-12M型耐洗色牢度试验机，Y089A型缩水率试验机，YG026PC型电子织物强力测试仪。
1．2测试与表征(1)耐摩擦色牢度按照GB/T3920—2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》测定。(2)耐水洗色牢度按照GB/T3921—2008《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》测定。(3)缩水率按照GB/T8630—2002《纺织品洗涤和干燥后尺寸变化的测定》测定。(4)平整度按照GB/T13769—2009《纺织品评定织物经洗涤后外观平整度的试验方法》测定。(5)织物经纬向断裂强力保持率按照GB/T3923．1—1997《纺织品织物拉伸性能第一部分:断裂强力和断裂伸长率的测定条样法》测定。(6)形状记忆性能按照JISL1061方法B，在Instron4411试验机上对织物进行起拱回复性能的测试。织物厚度为d，设定测试头下压距离D并下压，停留1min;测试头回到起始高度停留3min，进行第二次下压;重复上述操作5次，测定实际起拱高度H1。将试样置于设定温度的热水中进行形状回复，测定热处理后起拱高度H2。R=(D+d－H2)/D(1)R*=(H1－H2)/H1(2)其中:R是热回复率，以设定的起拱高度为标准进行计算;而热回复率R*则是以实际起拱高度为标准进行计算。通常认为，R和R*的数值均超过80%时，织物具有优良的的形状记忆性能。
2生产工艺前处理(烧毛冷堆一步法)预定形染色定形
2．1前处理采用高效低耗的短流程前处理工艺，旨在缩短流程，最大限度地降低前处理加工对SMF形状记忆织物性能的影响。
2．1．1烧毛由于织物经纬纱均含有SMF纤维，为防止过烧而影响SMF纤维的性能，选择二正一反快速烧毛;车速130m/min，烧毛接触面1．0cm，温度800℃。烧毛效果达到3～4级。
2．1．2冷堆一步法烧毛干落布浸渍碱氧工作液(高给液)大卷装转动堆置［24h，30～35℃，(4～6r/min)］高温热碱处理(102℃，短蒸3min)高效水洗烘干高给液配方/(g?L－1)
2．2预定形为减少织物染色后布面不平整及收缩等现象，在染色之前对织物进行140℃预定形2min。
2．3染色形状记忆织物属于高档智能纺织品，为适应小批量多品种生产模式，采用喷射溢流绳状染色。
2．3．1工艺流程进缸染色固色水洗皂洗水洗出缸脱水开幅烘干
2．3．2工艺处方和条件(1)染色处方(以米黄色织物染色为例)
2．4定形在含聚氨酯形状记忆纤维机织物的染整工艺中，织物的定形工艺条件是重点之一，工艺中应避免定形对织物形状记忆功能造成负面效果。SMF属温敏智能纤维，对温度非常敏感，制定定形工艺的重点是考虑定形温度对SMF纤维性能的影响。经试验确定定形工艺条件为温度150℃，时间2min。
3成品性能测试结果
3．1起拱回复性能对织物进行起拱回复性能测试，测试头下压距离D设为15mm，形状回复的热水温度设为70℃。起拱回复性能测试结果如表1所示。由表1看出，织物的R和R*的数值均超过了80%，表明织物的形状记忆性能好，可以保证起拱回复、褶皱回复等形状记忆效果。
3．2染色牢度织物的染色牢度测试结果见表2。测试结果表明，在确保织物形状记忆效果的前提下，其染色牢度较好，符合服用要求。
3．3织物其它相关性能织物其它相关性能如成品缩水率、布面平整度以及整理后断裂强力保持率见表3。由表3可见，在保证形状记忆效果和染色牢度的基础上，织物的缩水率、布面平整度和染整后断裂强力保持率各项指标均达较好水平，其中缩水率和平整度均为经高于SMF转变温度(65℃)水洗后的指标值。
4结论
基于SMF纤维的温敏特性，经生产实践探索了一整套聚氨酯形状记忆纤维/棉机织物的染整工艺。成品测试结果表明，织物具有良好的形状记忆性能，可保证起拱回复、褶皱恢复等记忆效果。此外，织物的染色牢度、缩水率、布面平整度及染整后断裂强力保持率等相关指标均符合客户加工和服用的要求。