Dalam beberapa tahun terakhir, seiring dengan popularitas aktivitas luar ruangan, permintaan akan tekstil dengan sifat tahan air dan tahan percikan air telah meningkat pesat di kalangan konsumen. Proses utama saat ini adalah mencapai kinerja tahan air dan tahan percikan air melalui pelapisan atau penyelesaian film, tetapi terdapat kekurangan seperti proses yang kompleks dan alur pemrosesan yang panjang. Pemrosesan penyelesaian tahan air bebas fluorin pada kain dengan kepadatan tinggi dapat mencapai ketahanan tinggi terhadap tekanan air statis, dengan proses yang singkat, proses yang sederhana, dan keunggulan biaya rendah; Meskipun kinerja ketahanan tekanan air statis tidak sebaik metode pelapisan atau laminasi, setelah optimasi proses, ketahanan tekanan air statis masih dapat mencapai 5200Pa atau lebih, dan memiliki tingkat kemampuan bernapas tertentu, cocok untuk kain fungsional khusus seperti gaun bedah, pakaian tempur, pakaian pendakian gunung, dan kain tenda.
Studi ini memilih Suzhou Leman Polymer Technology Co., Ltd. sebagai agen kedap air bebas fluorin dan menggunakan metode pemanggangan suhu tinggi untuk melakukan perawatan kedap air pada kain katun murni berdensitas tinggi. Pengaruh faktor-faktor seperti spesifikasi kain, suhu pemanggangan, dan waktu pemanggangan terhadap ketahanan tekanan air statis kain katun murni dieksplorasi, dan pada akhirnya dibentuk solusi lengkap yang kondusif untuk produksi skala besar!
1. Bahan uji
Bahan: Kain katun murni (29,2 tex x 29,2 tex, 472 x 315, tenun polos, massa per satuan luas 220 g/m2);
Pereaksi: Agen kedap air bebas fluorin
Instrumen: Pengering pembentuk kontinu, mesin pemanggang udara panas (Menfuji Jerman), oven pengering semprot listrik DHG-9140A, mesin cuci SDLATLAS Vortex M6, penguji kelembaban kain YB813, pengukur daya tembus udara digital tekanan air statis YG461E.
2. Alur Proses
Penggulungan dingin → pemanasan → merserisasi → pewarnaan → pelapisan anti air → pemanggangan.
3. Pengantar Metode Pengujian Hasil
Ketahanan air: diukur sesuai dengan AATCC 22-2010 “Ketahanan air: Uji semprot”. Potong 3 potong sampel (17,78 cm x 17,78 cm) dan letakkan pada tekanan atmosfer standar selama 4 jam. Suntikkan 250 mL air suling pada suhu (27 ± 1) ℃ ke dalam corong penguji dan semprotkan bagian depan sampel. Bandingkan pola pembasahan atau bercak pada bagian depan dengan gambar penilaian untuk mendapatkan nilai, dan catat hasil penilaian setiap sampel uji.
Kemampuan cuci: Pencucian di rumah dilakukan sesuai dengan GB/T 8629-2017 “Prosedur Pencucian dan Pengeringan Rumah Tangga untuk Pengujian Tekstil”. Larutan disiapkan menggunakan deterjen standar 1 g/L (AATCC 1993), dengan rasio rendaman 1:30. Setelah dicuci pada suhu 40 ℃ selama 8 menit, larutan dikeringkan, sehingga menghasilkan satu kali pencucian. Setelah program pencucian selesai, keringkan dalam oven pada suhu 100 ℃.
Proses pencucian industri adalah sebagai berikut: pra-pencucian (50L air murni, cuci selama 3 menit, suhu air 50 ℃) → pencucian utama (80L air murni, cuci selama 15 menit, suhu air 60 ℃, 300g pemutih oksigen, 400g deterjen cucian) → pembilasan (50L air murni, cuci selama 5 menit) → pencucian netralisasi (50L air murni, 200g asam penetral) → pencucian dengan air bersih (50L air murni, cuci selama 5 menit).
Ketahanan tekanan hidrostatik: diukur sesuai dengan AATCC 127-2018 “Uji Tekanan Hidrostatik”. Potong tiga sampel berukuran 200 mm x 200 mm yang tidak terlipat dan terkontaminasi, lalu letakkan pada tekanan atmosfer standar selama 4 jam. Kontrol suhu air yang bersentuhan dengan sampel hingga (21 ± 2) ℃, keringkan permukaan penjepit, dan pastikan permukaan uji menghadap permukaan air. Setelah penjepitan, nyalakan motor. Ketika terjadi infiltrasi pada tiga posisi di sampel, catat tekanan air statis pada saat itu, ulangi tiga kali, dan ambil nilai rata-rata untuk mendapatkan ketahanan tekanan air statis sampel.
4. Pengaruh proses kedap air terhadap efek kedap air
Eksplorasi eksperimental pengaruh metode peregangan dan pemanggangan satu langkah dan metode peregangan dan pemanggangan dua langkah terhadap efek kedap air. Pada metode satu langkah, digunakan mesin peregangan dan pembentuk. Setelah kain digulung, kain masuk ke ruang pengeringan mesin pembentuk, dan proses pengeringan dan pemanggangan dilakukan bersamaan untuk efisiensi produksi yang tinggi, cocok untuk sebagian besar penyelesaian kedap air. Metode peregangan dan pemanggangan dua langkah menggunakan mesin peregangan dan pembentuk untuk mengeringkan bahan yang telah digulung, diikuti dengan pemanggangan. Proses ini memiliki stabilitas yang tinggi. Proses peregangan dan pemanggangan satu langkah: impregnasi mesin peregangan dan penambahan bahan penggulung, 80 g/L bahan kedap air bebas fluorin, suhu 170 ℃, waktu 3,5 menit. Proses peregangan dan pemanggangan dua langkah: penambahan bahan penggulung rendaman mesin peregangan (80 g/L bahan kedap air bebas fluorin, suhu pengeringan 120 ℃, waktu pengeringan 60 detik) → pemanggangan (suhu 170 ℃, waktu 3 menit). Hasil perlakuan anti air pada kain katun murni menggunakan berbagai proses anti air ditunjukkan pada Tabel 1.
Dari Tabel 1, dapat dilihat bahwa kinerja kedap air dari metode peregangan dan pemanggangan satu langkah tidak berbeda secara signifikan dari metode peregangan dan pemanggangan dua langkah, tetapi kinerja ketahanan tekanan air statisnya jauh lebih rendah daripada metode peregangan dan pemanggangan dua langkah. Hal ini karena metode satu langkah pemanggangan suhu tinggi langsung, meskipun kecepatan kendaraan dikurangi dan waktu penetrasi cairan kerja diperpanjang, cairan kerja tetap tidak dapat sepenuhnya menembus kain, dan zat kedap air bebas fluorin mengalami ikatan silang di permukaan kain, yang memengaruhi ketahanan tekanan air statis kain. Oleh karena itu, diputuskan untuk menggunakan metode peregangan dan pemanggangan dua langkah untuk memproses kain katun murni dengan ketahanan tekanan air statis yang tinggi.
5. Pengaruh spesifikasi organisasi kain yang berbeda terhadap efek kedap air.
Mengingat bahwa kain dengan ketahanan tinggi terhadap tekanan air statis umumnya digunakan untuk pakaian luar dan keperluan fungsional, massa per satuan luas kain dibatasi hingga (200 ± 20) g/m2. Spesifikasi yang dipilih adalah katun murni 29,2 tex x katun murni 29,2 tex, 472 x 315, dan susunan desainnya polos, kepar 2/1, berat pakan rata, dan persegi. Mengadopsi proses pengolahan dua tahap yaitu peregangan dan pemanggangan, cairan kerja tahan air adalah 80 g/L zat tahan air bebas fluorin, dengan dua kali perendaman dan dua kali penggulungan, dan tingkat residu penggulungan 65%; Dikeringkan pada suhu 120 ℃ dan kemudian dipanggang pada suhu 170 ℃ selama 3 menit. Pengaruh struktur kain yang berbeda terhadap kinerja tahan air ditunjukkan pada Tabel 2.
Dari Tabel 2, dapat dilihat bahwa ketika jumlah benang kain dan kepadatan lusi/pakan tetap tidak berubah, hanya perubahan pola organisasi yang menghasilkan perubahan signifikan pada kemampuan kedap air dan ketahanan terhadap tekanan air statis kain. Urutan kinerja terbaiknya adalah: tenun polos, tenun kepar 2/1, tenun datar dengan berat pakan, tenun kepar 3/1, dan tenun persegi. Kain tenun polos dapat mencapai ketahanan tekanan air statis sebesar 5200 Pa, sedangkan kain lainnya belum mencapai 5200 Pa. Ini menunjukkan bahwa pengaruh struktur kain terhadap ketahanan tekanan air statis sangat jelas. Kain tenun polos memiliki ketahanan tekanan air statis terbaik karena memiliki titik jalinan terbanyak dan pori-pori yang lebih sedikit. Untuk menyelidiki lebih lanjut hubungan antara spesifikasi organisasi dan ketahanan kain terhadap tekanan air statis, kepadatan lusi dan pakan diubah sementara jumlah benang dan organisasi tetap tidak berubah. Kemampuan kedap air dan ketahanan tekanan air statis kain diuji secara terpisah, dan hasilnya ditunjukkan pada Tabel 3.
Dari Tabel 3, dapat dilihat bahwa untuk struktur tenun polos 29,2 tex x 29,2 tex, seiring peningkatan kepadatan kain, ketahanan kain terhadap tekanan air statis juga meningkat. Ketika kepadatan mencapai 472 x 315, ketahanan terhadap tekanan air statis berada di atas 520 Pa. Berdasarkan hal ini, peningkatan kepadatan kain menyebabkan peningkatan linier dalam kesulitan tenun, sementara peningkatan ketahanan terhadap tekanan air statis tidak signifikan. Setelah pertimbangan komprehensif, kain tenun polos katun murni 29,2 tex x katun murni 29,2 tex dan 472 x 315 akhirnya dipilih sebagai spesifikasi standar untuk kain tahan tekanan hidrostatik tinggi ini.
6. Pengaruh suhu dan waktu pemanggangan terhadap efek kedap air.
Waktu dan suhu pemanggangan memiliki dampak penting pada efek kedap air. Teknologi pemrosesan dua tahap peregangan → pemanggangan diadopsi, dengan perendaman mesin peregangan dan agen penggulungan, agen kedap air bebas fluorin 80 g/L, suhu pengeringan 120 ℃, dan waktu pengeringan 60 detik. Pengaruh suhu dan waktu pemanggangan terhadap kedap air dan ketahanan tekanan air statis dipelajari, dan hasilnya ditunjukkan pada Tabel 4.
Dari Tabel 4, dapat dilihat bahwa seiring peningkatan suhu pemanggangan, ketahanan tekanan air statis dan kedap air pada kain juga meningkat. Karena selama pemanggangan, semakin tinggi suhu, semakin teratur susunan gugus hidrofobik pada permukaan serat; kondisi suhu tinggi juga kondusif untuk pelepasan gugus isosianat oleh agen pengikat silang, meningkatkan derajat pengikatan silang antara isosianat dan gugus hidrofobik dan –OH, dan meningkatkan ketahanan terhadap tekanan air statis. Ketika suhu pemanggangan adalah 170 ℃, peningkatan suhu lebih lanjut akan menghasilkan peningkatan yang terbatas pada ketahanan tekanan air statis dan kedap air. Oleh karena itu, suhu pemanggangan ditetapkan sebesar 170 ℃. Berdasarkan percobaan di atas, suhu pemanggangan ditetapkan sebesar 170 ℃, dan pengaruh waktu pemanggangan terhadap kedap air dan ketahanan tekanan air statis dipelajari. Hasilnya ditunjukkan pada Tabel 5.
Dari Tabel 5, dapat dilihat bahwa seiring dengan perpanjangan waktu pemanggangan, kinerja kedap air terus meningkat. Hal ini karena semakin lama waktu pemanggangan, semakin sempurna ikatan silang antara gugus isosianat dan gugus hidrofobik pada permukaan serat. Pemanggangan jangka panjang juga memberikan waktu yang cukup untuk pengaturan teratur gugus hidrofobik pada permukaan serat. Ketika waktu pemanggangan adalah 3 menit, kinerja kedap air mencapai 100 poin dan ketahanan terhadap tekanan air statis mencapai 5200 Pa atau lebih; Jika waktu terus diperpanjang, peningkatan kedap air dan ketahanan tekanan air statis akan terbatas. Oleh karena itu, waktu pemanggangan ditetapkan selama 3 menit.
7. Kesimpulan
(1) Penelitian telah dilakukan pada formula cairan kerja tahan air. Setelah dipanggang secukupnya, kain katun murni dapat menahan tekanan air statis hingga 5200Pa dan memiliki ketahanan pencucian yang baik. Bahkan setelah 30 kali pencucian air dalam kondisi pencucian rumah tangga, kain tersebut masih memiliki ketahanan yang sangat baik terhadap tekanan air statis dan kedap air.
(2) Proses peregangan → pemanggangan adalah sebagai berikut: mesin peregangan, perendaman, penggulungan, aditif (80 g/L zat anti air bebas fluorin, suhu pengeringan 120 ℃, waktu pengeringan 60 detik) → pemanggangan (suhu 170 ℃, waktu 3 menit).
Waktu posting: 26 Juni 2024