印染技术
实验仪器及药品
YG541D型全自动数字式织物折皱弹性仪（温州，大荣仪器生产厂），Elmendorf Tester Thwing-albert iustrument co.型撕破强力测试仪（美国放泰公司），HT400 Pneumatic Grip ControllerSpectrop型拉伸强力测试仪（美国放泰公司），Metor Cm-3600d Mlnolta型白度测试仪（日本KARUBO公司），pad-mangle型轧车（台湾瑞比公司），101A-4电热鼓风恒温干燥箱（杭州南天化验仪器厂），小型定型焙烘车（台湾瑞比公司）
染料药品：EFP-3低甲醛整理剂（香港先进印染助剂有限公司），531催化剂（香港先进印染助剂有限公司），脂肪烃类柔软剂（香港先进印染助剂有限公司）。
实验原材料：108*56/20*16纱卡（丝光白坯，本厂）
处方及工艺流程
实验的处方见下表
表1实验的设计处方见下表
处方1
处方2
处方3
处方4
处方5
树脂用量（g/l）
x
80
80
80
80
催化剂用量（g/l）
30
x
30
30
30
柔软剂用量（g/l）
100
100
x
100
100
焙烘时间（min）
2.5
2.5
2.5
x
2.5
焙烘温度（℃）
180
180
180
180
x
实验工艺流程
棉织物→浸轧（一浸一轧）→预烘（110℃-120℃）→焙烘（160℃-180℃）
（注：本次实验选用的树脂是低甲醛树脂，整理后织物上基本无游离甲醛及其他杂质，从经济环保方面，本次实验省去后整理工艺部分。）
实验结果与讨论
树脂用量对防皱整理效果的影响
改树脂用量，树脂用量为0，40，80，100，120 g/l变化，其它条件不变（催化剂用量30 g/l，柔软剂用量100 g/l，焙烘时间2.5min，焙烘温度180℃），经过测试其各项性能的结果见表2。
表2树脂用量对防皱整理的测试结果
树脂用量（g/l）
撕破强力（N）
拉伸强力（N）
白度/%
折皱回复角（℃）
游离甲醛含量（ppm）
经向
纬向
经向
纬向
急弹
缓弹
0
34.82
34.50
576
301.6
86.38
147.4
149.35
57
40
31.99
31.37
570
278.4
86.09
152.9
183.25
77
80
29.48
27.60
530
262.8
85.55
193.05
216.05
87
100
26.97
20.07
504
232.5
84.89
194.65
218.7
95
120
26.35
13.80
479.5
215.5
83.99
271.9
298.65
98
未整理
棉织物
38.89
35.13
669
410.5
87.03
150.3
152.8
0
树脂用量（g/l）
撕破强力损伤率（%）
拉伸强力损伤率（%）
白度损伤率（%）
折皱回复角损伤率（%）
游离甲醛含量比（%）
经向
纬向
经向
纬向
急弹
缓弹
0
1.12
1.02
1.16
1.36
1.00
1.02
1.02
57
40
1.22
1.12
1.17
1.47
1.01
0.98
0.83
77
80
1.32
1.27
1.26
1.56
1.02
0.78
0.71
87
100
1.44
1.75
1.33
1.77
1.03
0.77
0.7
95
120
1.48
2.69
1.40
1.90
1.04
0.55
0.51
98
从表2可知：由于防皱整理存在树脂沉积理论和交联理论，树脂初缩体能在纤维素的大分子或基本结构单元之间建立适当的交联，减少纤维大分子或基本结构单元之间的相对位移，限制新的氢键形成，从而达到防皱的目的。随着树脂用量的不断递增，被整理的棉织物的折皱回复角不断增加，特别是在树脂用量为80 g/l左右时，缓弹能力较大，与未被整理棉织物回复能力增加，此时，拉伸强力和撕破强力的损伤率相对较小，织物的泛黄率也基本良好。游离甲醛的含量不断增加。平衡各项因素，综合考虑整理后棉织物的回弹性，强力的保留，棉织物的白度，游离甲醛的含量以及加工成本等，树脂用量选用为80 g/l-100 g/l。
[pagebreak]催化剂用量对防皱整理效果的影响
催化机理是质子催化理论和路易斯催化理论，前者是氧原子的孤对电子与氢原子中S层空轨道相结合，而后者是金属离子的外层空轨道与孤对电子相结合，扩大了吸电子一方的范围，后者是前者的扩充，前者是后者的一部分。赶最终都生成活性高的碳正离子。由表2选树脂的用量为80 g/l，改变催化剂用量，催化剂用量为0，20，30，50，70 g/l变化，其它条件不变（柔软剂用量100 g/l，焙烘时间2.5min，焙烘温度180℃），经过测试其各项性能的结果见表3。
表3催化剂用量对防皱整理的测试结果
催化剂用量（g/l）
撕破强力（N）
拉伸强力（N）
白度/%
折皱回复角（℃）
游离甲醛含量（ppm）
经向
纬向
经向
纬向
急弹
缓弹
0
35.76
32.62
551
308
86.23
135.9
152.1
62
20
33.25
28.86
518
246.5
85.28
161.6
185.35
83
30
27.60
25.09
407.5
239.8
84.33
163.15
185.4
90
50
25.72
21.33
394.8
220.8
82.07
193.05
217.85
97
70
23.84
18.19
393.6
195.4
80.69
198.8
217.9
106
未整理
棉织物
38.89
35.13
669
410.5
87.03
150.3
152.8
0
催化剂用量（g/l）
撕破强力损伤率（%）
拉伸强力损伤率（%）
白度损伤率（%）
折皱回复角损伤率（%）
游离甲醛含量比（%）
经向
纬向
经向
纬向
急弹
缓弹
0
1.09
1.08
1.21
1.33
1.00
1.11
1.00
62
20
1.17
1.22
1.29
1.67
1.02
0.93
0.82
83
30
1.41
1.40
1.64
1.71
1.03
0.92
0.82
90
50
1.51
1.65
1.71
1.86
1.06
0.78
0.70
97
70
1.63
1.93
1.70
2.1
1.08
0.76
0.70
106
从3可知：在一定量的树脂下，随着催化剂用量的不断增加，被整理的棉织物的折皱回复角不断增加，但是，处理后织物的白度，拉伸强力，撕破强力不断递减，游离甲醛的含量不断增加。当催化剂用量在30 g/l-40 g/l时，缓弹能力较大，与未被整理棉织物回复能力增加，此时，拉伸强力和撕破强力的损伤率相对较小，织物的泛黄率也基本良好。游离甲醛的含量不断增加。综合考虑各项因素，从经济，环保的角度，催化剂用量选用为30 g/l-40 g/l。
柔软剂用量对防皱整理效果的影响
柔软剂的作用原理提高纤维大分子的柔顺性，使之易与在外力作用下调整织物各组分之间或织物与人体之间的摩擦力，分散应力，提高织物的强力，尤其是撕破强力。由表2表3可以选树脂用量80 g/l，催化剂用量选择30 g/l，改变柔软剂用量，柔软剂用量为0，50，100，150，200 g/l变化，其它条件不变（焙烘时间2.5min，焙烘温度180℃），经过测试其各项性能结果见表4。
[pagebreak]表4柔软剂用量对防皱整理的测试结果
柔软剂用量（g/l）
撕破强力（N）
拉伸强力（N）
白度/%
折皱回复角（℃）
游离甲醛含量（ppm）
经向
纬向
经向
纬向
急弹
缓弹
0
32.62
25.72
555
245.3
84.52
201.85
233.25
62.3
50
25.09
24.47
454.5
235.5
84.01
183.95
206.75
63
100
24.99
23.84
401.5
219.5
83.49
202.7
204.05
63
150
23.21
19.45
353.2
207.7
83.15
173.85
195.2
63.1
200
16.94
13.80
335.6
205.3
82.94
174.1
196.15
63.5
未整理
棉织物
38.89
35.13
669
410.5
87.03
150.3
152.8
0
柔软剂用量（g/l）
撕破强力损伤率（%）
拉伸强力损伤率（%）
白度损伤率（%）
折皱回复角损伤率（%）
游离甲醛含量比（%）
经向
纬向
经向
纬向
急弹
缓弹
0
1.19
1.37
1.21
1.67
1.03
0.75
0.65
62.3
50
1.55
1.44
1.47
1.74
1.04
0.82
0.74
63
100
1.56
1.47
1.67
1.87
1.04
0.74
0.75
63
150
1.68
1.81
1.89
1.98
1.05
0.86
0.78
63.1
200
2.30
2.55
1.99
2.00
1.05
0.86
0.78
63.5
从表4可知：随着柔软剂用量的增加，被整理的棉织物的折皱回复角先增加后递减，由于柔软剂自身结构与整理后棉织物发生一定程度的可逆反应，当柔软剂用量在100 g/l左右时，被整理的棉织物的折皱回复角反而呈现递减的趋势。此时，缓弹能力较大，与未被整理棉织物回复能力增加，处理后的织物的白度，拉伸强力，撕破强力等都成递减趋势。并且，拉伸强力和撕破强力的损伤率相对较小，织物的泛黄率也基本良好。柔软剂用量对游离甲醛的含量基本无影响，由于柔软剂自身结构的特点，一定浓度的柔软剂降低了整理后棉织物的强力损伤。综合考虑各项因素，柔软剂用量为100g/l。
焙烘时间对防皱整理效果的影响
由表2表3表4可以选择树脂用量80 g/l，催化剂用量30 g/l，柔软剂用量100 g/l，改变焙烘时间，焙烘时间为不焙烘，1，2，3，5 min变化，其它条件不变（焙烘温度180℃），经过测试其各项性能结果见表5。
表5焙烘时间对防皱整理的测试结果
焙烘时间（min）
撕破强力（N）
拉伸强力（N）
白度/%
折皱回复角（℃）
游离甲醛含量（ppm）
经向
纬向
经向
纬向
急弹
缓弹
不焙烘
31.99
29.48
585
310
86.67
147.95
150.15
33
1
23.84
21.33
464
228.5
84.34
206.4
230.35
37
2
20.07
19.45
439.5
222.8
82.43
226.7
232.4
44
3
19.45
18.82
425
216.5
80.43
222
225.75
51
5
18.19
18.19
402.5
211
80.21
183.8
211.9
58
未整理
棉织物
38.89
35.13
669
410.5
87.03
150.3
152.8
0
焙烘时间（min）
撕破强力损伤率（%）
拉伸强力损伤率（%）
白度损伤率（%）
折皱回复角损伤率（%）
游离甲醛含量比（%）
经向
纬向
经向
纬向
急弹
缓弹
不焙烘
1.22
1.19
1.14
1.32
1.00
1.02
1.02
33
1
1.63
1.65
1.44
1.8
1.03
0.73
0.66
37
2
1.94
1.81
1.52
1.84
1.06
0.66
0.66
44
3
2.00
1.87
1.57
1.90
1.08
0.68
0.68
51
5
2.14
1.93
1.96
1.96
1.09
0.82
0.72
58
从表5可知：随着焙烘时间的不断增加，被整理的棉织物的拉伸强力，撕破强力不断减小，白度逐渐减小，折皱回复角随其增加呈现先增后减的趋势。当起达到2.5 min时，拉伸强力和撕破强力的损伤率相对较小，棉织物的折皱回复能力较好，游离甲醛的含量不断增加。综合考虑各项因素，焙烘时间为2.5 min。
[pagebreak]焙烘温度对防皱整理效果的影响
由表2表3表4表5可以选择树脂用量80 g/l，催化剂用量30 g/l，柔软剂用量100 g/l，焙烘时间2.5 min，改变焙烘温度，焙烘温度为不焙烘，100，140，180，210℃，其它条件不变，经过测试其各项性能结果见表6。
表6培烘温度对防皱整理的测试结果
焙烘温度（℃）
撕破强力（N）
拉伸强力（N）
白度/%
折皱回复角（℃）
游离甲醛含量（ppm）
经向
纬向
经向
纬向
急弹
缓弹
不焙烘
34.50
23.84
592
310
86.94
151.45
169.7
45
100
33.25
23.21
537
290
86.8
205.95
209.7
53
140
28.23
21.96
535
252.4
85.78
197.85
230.85
66
180
21.33
21.33
465
204
82.8
191.05
211.5
70
210
15.06
11.92
341.2
178.6
53.67
205.55
246.5
72
未整理棉织物
38.89
35.13
669
410.5
87.03
150.3
152.8
0
焙烘温度（℃）
撕破强力损伤率（%）
拉伸强力损伤率（%）
白度损伤率（%）
折皱回复角损伤率（%）
游离甲醛含量比（%）
经向
纬向
经向
纬向
急弹
缓弹
不焙烘
1.23
1.47
1.13
1.32
1.00
0.99
0.90
45
100
1.17
1.51
1.25
1.42
1.00
0.73
0.73
53
140
1.34
1.60
1.25
1.63
1.01
0.74
0.66
66
180
1.82
1.65
1.44
2.01
1.05
0.76
0.72
70
210
2.58
2.95
1.96
2.3
1.62
0.73
0.62
72
从表6可知：随着温度的增加，被整理的棉织物的折皱回复角逐渐增加，当其焙烘温度为180℃左右时，折皱回复角没有增加的趋势反而逐渐递减，这个与上述原理有关系。拉伸强力，撕破强力逐渐减小，并且波动不大，游离甲醛的含量不断增加，综合考虑各项因素，焙烘温度为180℃。
验证试验及分析
通过水平因素测试结构，选择每一组的最优条件，最终综合成为一个最优工艺，再进行放小样验证，得到的结果是否符合预计目的。放小样的验证结果见表7。
表7优化处方整理后棉织物的各项测试结果
树脂用量（g/l）
催化剂
用量（g/l）
柔软剂用量（g/l）
焙烘
时间（min）
焙烘
温度
（℃）
撕破强力（N）
拉伸强力（N）
白度/%
折皱回复角（℃）
游离甲醛含量（ppm）
经向
纬向
经向
纬向
急弹
缓弹
80
30
100
2.5
180
26.97
25.72
504
294
85.03
208.6
230.7
52
未整理棉织物
38.89
35.13
669
411
87.03
150.3
152.8
0
由上述表7可知：通过对每一组的最优值进行综合，最终得到的各项数据显示，本次实验整体合理。因为此时被整理的棉织物的各项性能指标基本是经过处理后所能损失的最小值，而且从环保，经济，以及能源等个方面综合考虑下，该组试验条件都大体满足。因为我在公司做的试验，一些数据是结合车间的常用范围，因此，我省去了一些正交数据的结果。还有，公司所能提供的条件毕竟有限，本次实验也有很多不足的地方，但是，其他部分都是测试出来的准确结果，所以，该组条件是最优的条件。
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