關鍵詞：拒污 易去污 性能 測試

1  織物的沾污

1.1沾污的種類

      沾污是指油脂和顆粒狀物質不必要地沉積在纖維構成的紡織品的表面或內部的現象^[1]。一般污物可分成三類：a、固體粒子(干污)，如泥土、塵埃、鐵銹等，通常固體粒子是無機和有機的混合物；b、液狀污物，這類污物主要是油脂類和脂肪類物質，如食物油脂、灰塵中的油脂、機械油脂及人體排出的油脂等；c、水溶性物質，這類污物主要是各種水溶性或半水溶性固體物質及著色物質，如鹽、糖以及一些著色物質等。污物往往是以上幾類的混合^[2]。

1.2污物的吸附

     紡織品沾污通常是上述污物沉積于纖維表面，有時污垢會滲入纖維表面或纖維束之間。沾污是纖維性能、污物性能以及污物與纖維相互作用等諸多因素綜合作用的結果。污垢在紡織品上一般通過靜電效應、物理接觸及洗滌沾污而粘附。污垢主要吸附于纖維或紗線間、纖維表面的凹陷處、縫隙和毛細孔中，也有顆粒狀污垢粘附于纖維表面的光滑部分，但這種粘附粒子大部分屬“油粘附”。作為油性污一旦沾污纖維后，它們會在纖維上擴散，隨著擴散的進行，使去除難度提高^[2]。

1.3織物的沾污原因

     織物沾污的原因一般有物理性吸附、化學性吸附、靜電吸附和再沾污等^[3]。

     a、物理性吸附：織物在服用中與外界接觸，發生污物的轉移。如與皮膚、大氣、其他衣服或物體的接觸。污物粒子越小，比表面積就越大，沾污接觸面也就越多，越易沾污。這種吸附作用與織物的組織、密度、纖維性能有關。稀疏織物，污物顆粒保持量多，緊密織物雖然不易積塵沾污，但清洗污塵較困難；織物表面平滑不易沾污，高低不平的織物凹陷部分容易積污；不規則截面的纖維較圓形截面的纖維易藏污。另外，當織物上有一層油脂或柔軟的熱塑性高聚物時，更會粘上污物。

     b、化學性吸附：懸浮和溶有污粒的液體透入纖維內部，污粒如果和纖維分子上的活性基做化學性的結合，以纖維作為固體溶劑而溶入其內，污粒固著于纖維^[1]。

     c、靜電吸附：在沒有與污物結合的情況下，靜電效應會使織物沾污。其吸塵程度取決于纖維所帶的電荷和電量。

     d、再沾污：在洗滌過程中，合纖織物由于疏水性，在水中的臨界表面張力增加，形成了在水中污物再污染的可能。

     除上述情況外，另外如污粒的沉積、分子運動的擴散、慣性的碰撞等，這些作用都可以使織物沾污^[1]。總之，干狀污物在織物上主要是機械吸附，而油性污物則藉機械力、化學力和靜電力作用所致，一般常有伴隨發生，其中液體污物作為顆粒的載體和粘結劑而使污物更為嚴重^[3]。

2  織物的拒污和易去污機理

2.1 織物的拒污

2.1.1拒污機理

     織物表面能越高，表面張力越大，織物越容易被潤濕，即織物越容易被油污沾污。一般紡織纖維織物的表面張力都大于水和油污，因此很容易被沾污。若使織物拒水拒油，則必須使織物的臨界表面張力低于水或油的表面張力。即通過降低纖維織物的表面張力，能在一定程度上提高織物的抗污性。

     固體污垢通常在織物表面不規則處和交叉點沉積，與纖維間的作用主要是機械吸附作用。油脂性污垢主要通過機械吸附力和化學力(范德華力和粘附力)與織物表面相結合^[1]。因此，可通過減少或消除靜電引力(如抗靜電整理），降低分子間作用力(如親水化處理)、降低纖維與污物接觸面積(如表面光滑化)等^[2]，使纖維表面能降低，減小污垢吸附力，削弱污垢的粘附力，從而改善污物的沾污^[1]。

2.1.2防污整理

    使紡織品具有防污性能的整理稱為防污整理。織物防污整理技術主要有拒水拒油整理、防污塵整理、易去污整理。根據不同的織物原料和不同的使用目的，可選用適當的整理方法和整理劑^[1]。

2.2 織物的易去污

2.2.1易去污機理

     紡織品在使用過程中會逐漸沾污。理想的紡織品一旦沾污后，在正常的洗滌條件污垢應容易洗凈，同時，織物不會吸附洗滌液中的污物而再沾污。使紡織品具有的這種性能稱為易去污。

     吸附于織物上的污垢要脫離織物，除與洗滌的有關因素相關外，同樣取決于織物的表面性質。當污物粘附于織物表面且結合力較強時，其污垢的接觸角在0～90°；而當接觸角大于90°,且逐漸增大時，結合力逐漸降低，當接觸角到達180°時，污垢即可脫離織物。實際上，去污即是使接觸角逐漸增大至180°，污垢(液污)“卷珠”而脫離織物。對非極性纖維(如合纖)表面引進親水性基團或用親水性聚合物進行纖維表面整理，即可提高纖維的易去污性，纖維的靜電力也相應降低，從而減少顆粒污的沾污。除從表面能角度考慮去污，同時還必須重視動力學作用。縮短凈洗的初始階段，降低ZUI后凈洗階段織物上的含污量，這也是易去污整理的目的^[2]。

     易去污整理實際上是促進水向纖維內部和油污-纖維界面的擴散，由于促進了界面的水化，因而易使油污與纖維分離。水越易擴散，油污就越易脫落。而水的擴散取決于易去污劑的溶脹能力，而溶脹能力來源于其化學性能、親水性、交聯度及水洗溫度等。當然，進水入后，使油污“卷珠”離去還需要一定的機械作用力。總的來說，只要使纖維親水性增加，就能加快水的滲入，就能有利于去污^[2]。

     影響易去污性要素主要有兩個方面，一是組成織物的纖維的親水性，親水性好的纖維易去污性能好。二是經化學處理后，織物上整理劑的極性大小，極性大的能夠與水形成氫鍵的整理劑若附著于疏水性纖維的表面，那么在洗滌時，污物則比較容易去除^[3]。

     易去污整理主要從兩方面加以解決，一是改善纖維的親水性能，二是提高纖維在空氣中的拒油污性能，即通過化學整理改善織物的表面性能，降低其在空氣中的表面張力，從而使織物具有干防油污性；洗滌時，易去污整理劑中親水性鏈段又會在織物表面定向排列，使其親水化而產生去污和防止再沾污的作用^[4]。

2.2.2易去污整理

     易去污整理主要用于合成纖維及其混紡織物的整理，能賦予織物以良好的親水性。易去污整理的方法就是在織物表面浸軋一層親水性的高分子材料，如羥甲基纖維素、聚乙烯乙二醇和聚對苯二甲酸乙二醇酯的嵌段高聚物、丙烯酸含量大于20%的聚丙烯酸酯共聚物以及其他含有羥基、羧基、磺酸基等親水基團的高聚物，以此來改善織物的易去污性。整理工藝流程一般為：浸漬法浸軋→預烘→焙烘。

2.3拒污與易去污的關系

     抗污要求表面張力降低，而易去污又希望親水性提高，似乎抗污和易去污兩者不可兼得。然而，近十幾年來，隨著化學助劑工業的發展，含有氟鏈段和聚氧乙烯鏈段的化合物的產生，使得氧乙烯鏈段干態時成螺旋形，而氟鏈段鋪展于纖維表面，因而呈現有機氟表面特性，表面張力大大降低，拒油拒污性提高，然而當其在濕態或浸入水中時，氧乙烯鏈段的水化作用，使其鋪展于纖維表面，呈現氧乙烯的表面特性，親水性提高，從而有利于水的擴散和滲透，尤其是向纖維內部的滲透，使易去污性提高。因此，若用這種整理劑加工的織物既有拒污性又有易去污性^[2]。

3  紡織品的拒污和易去污標準和測試方法

3.1紡織品拒污性能標準和測試方法

3.1.1拒污性能檢測標準

     紡織品拒污測試主要考核的是紡織品在一定條件下耐沾污或抵抗油滴及污物的能力。常見的拒油性測試也是拒污測試的一種。目前，關于紡織品拒污檢測的主要標準見表1。

表1  國內外關于紡織品拒污檢測標準

3.1.2拒污性能檢測方法

      織物的拒污評價方法研究通常圍繞防灰塵、再沾污性、污垢沾污等方面。飄浮在空氣中的灰塵，被靜電吸附于紡織品上。對由空氣中飄浮污粒的自由帶電而使灰塵附著的評價方法，可用集塵室的方法模擬進行。影響灰塵沾污測定的因素很多，包括空氣溫濕度、灰塵種類、形態、濃度、電荷狀態等。但要將錯綜復雜的實際狀況在實驗室再現，是非常困難的。再沾污性評定主要是針對洗滌時，已清除的污物成分在洗液中再附著的現象，有關再沾污性的評價主要采用洗滌試驗機的方法，用表面反射率來表示。污垢沾污就是選擇適當的飲料、食物、化妝品、涂料、泥土、污布等滴或涂擦在試樣上，經一定條件后，觀察試樣的污染程度^[5]。AATCC 118拒油測試和FZ/T 01066耐沾污性測試都是污垢沾污的評價方法。

3.1.2.1  AATCC 118-2007拒油性測試^[6]

     織物拒油性能是用一系列不同表面張力的液體來測定的。此法ZUI早是3M公司提出的，而AATCC 118-2007應用了8個表面張力依次降低的烴類液體同系物。其中以AATCC118-2007ZUI為常見。中國國家標準GB/T 19977-2005、國際標準ISO 1441-1998與AATCC 118的方法大體類似。

     測試時，將兩塊20cm×20cm的試樣在規定條件下調濕至少4小時后，平放在白色吸水紙上，白色吸水紙放在一個光滑的水平面上。沿著試樣緯向5個位置從ZUI低等級的試驗液體開始，將油滴（油滴的直徑大約為5 mm或約0.05mL）小心滴于樣品上，油滴之間至少相距4.0cm。以約45°角觀察液滴30±2s，如果試樣和油滴接觸面未發現滲透和潤濕現象，則接著用較高等級的試驗液體滴于樣品上。試驗連續進行，直至試樣在30±2s內出現明顯的潤濕或吸液現象。織物的拒油等級以30s內不能潤濕織物的ZUI高編號的試驗液體表示。如果兩塊樣品的拒油等級相同，則報告這個級數；如果兩塊樣品的級數不同，需再測試第三塊樣品，第三塊樣品的結果與前兩塊樣品的任何一個結果相同時，報告此相同的級數；如果第三塊樣品的級數與前兩塊樣品都不同，報告中間級數。

     幾種常用方法的拒油級別比較見表2^[2]。杜邦法和AATCC法是用1-8級的級別表示結果，3M法是用評分法表示結果。

3.1.2.2FZ/T 01066-1999涂層織物耐沾污性測定方法^[7]

     本標準適用于服用或室內裝飾用涂層織物耐沾污性的測定。其原理是按規定方法和試驗參數，將一種標準載污介質(標準污布)在馬丁代爾型磨損試驗儀上對涂層織物涂層面進行摩擦，用評定沾色用灰色樣卡評價涂層面的沾污程度。

     剪取4塊試樣，尺寸應比磨臺外徑大20mm，取樣位置應均勻地分布于整個樣品，但在距布邊50mm內不應取樣。試樣表面不應有影響試驗結果的疵點存在。將試樣在溫度(20±2)℃，相對濕度(65±2)％的標準大氣中調濕24h以上。

表2 拒油級別比較

     將4塊試樣分別同襯墊毛氈一起放在4個磨臺上固定，所受張力應相同。取4塊直徑為38mm的標準污布，將沾污面朝外安置在磨頭上。將磨頭放在試樣面上，使磨頭產生對試樣面的總壓力為5831N(595gf)。開機后儀器運行達到2000次；調換新污布，再運行2000次；再調換新污布運行2000次，總計摩擦6000次。

    ZUI后將試樣被沾污區域中的中心部位作為評級比較部位與評定沾色用灰色樣卡比較，評定沾污等級。如果4塊試樣的評級結果存在差異，但ZUI大級差不超過l/2級時，試驗結果以多數有相同評級結果的試樣沾污等級表示。如果4塊試樣的評定結果成雙相同，且級差不超過1/2級時，試驗也可視為有效，但以其中較低的一個等級表示測定結果。

3.2 紡織品易去污性能標準和測試方法

3.2.1易去污性能檢測標準

     紡織品易去污測試是將油滴或不同污物施加到織物上后，再進行一定條件的水洗，判斷污跡殘留狀況。紡織品易去污檢測的主要標準見表3。

表3  國內外關于紡織品易去污檢測標準

     除表3所列的標準外，國際上一些大型買家、實驗室等制定了自己的測試方法和評判標準，如Dupont、J.C.PENNY等。為了方便工廠生產過程中的質量控制和相關領域內的科學研究分析，國內外相繼發展了一些易去污測試標準，并引入了標準測試油的概念。由于標準測試油和評級參照物的不同，不同標準測得的結果并無可比性。國內外部分現行易去污測試標準及其標準測試油、評級參照物見表4^[8]。

表4  國內外部分現行易去污測試標準和標準測試油

3.2.2易去污性能測試方法

     易去污實質是評價織物的凈洗性，評價洗滌后將污物從織物清除的難易程度。一般采用人工污染布或襯衫衣領類的天然污染布的方法進行。用洗滌劑、表面活性劑或凈洗劑、有機溶劑將污物去除，觀察其殘留情況。通常的評價方法有洗衣機法、Rando試驗機法以及污垢去除法^[5]。AATCC 130和FZ/T 10012去污測試的方法屬于污垢去除法。

3.2.2.1 AATCC 130-2000易去污測試方法^[9]

     該測試主要是測量織物經洗滌后油污清除的能力。測試時，將兩塊38×38cm大小的樣品，在溫度21±1℃，相對濕度65±2%條件下調濕4小時后，平放在單層的AATCC吸水紙上，用滴管滴5滴（約0.2ml）玉米油于樣品表面，用3×3inch (7.6×7.6cm)的玻璃紙覆蓋在油污部位，再用5.0±0.1lb(2.268±0.045kg)的重錘壓在玻璃紙上放置60±5s，然后移開重錘，丟棄玻璃紙。需注意經油污處理的樣布不能相互接觸以轉移污點。

     在弄污后20±5min內將樣品放在洗滌用洗衣機中，按照樣品材質選擇適合洗滌溫度進行洗滌。洗滌時使用高水位，加100±1g洗滌劑于洗衣機內，放入陪洗布使總荷重為4.00±0.15lb。每臺洗衣機每次測試ZUI多的樣布數量為30塊。將洗衣機設定在Normal 檔，運行12min測試時間后完成。取出所有陪洗布和樣布放入干衣機。將干衣機設定為Normal檔，設定45 min或至烘干為止。

     烘干后立即取出樣布，平放以防止皺折，然后在4小時內，將樣品與評級卡（圖1所示的是一種AATCC去污評級參照卡）對照評級。每塊織物各做兩次評定，取四個結果的平均值作為ZUI后結果。報告結果時需說明使用的何種評級卡、水洗程序、采用的油類型，也需說明水的硬度、陪洗布類型、洗滌劑類型和所使用的洗衣機和干衣機。結果等級由1到5級，級數越高表示其油污殘留越少，即去污性越佳；級數越小表示油污殘留越多，即去污性差。

3.2.2.2 FZ/T 10012–1998滌棉織物易去污性能評定^[10]

      本標準適用于評定經易去污整理后滌棉織物的易去污性能，其他易去污整理的織物也可參照采用。滌棉織物的易去污性能分為優等品、一等品和合格品，分等規定見表5。

表5  滌棉織物易去污性能的分等規定

      測試時，在試驗臺上放置6塊準備好的濾紙，再將未經洗滌和按洗滌程序洗滌15次的試樣各3塊，分別放在濾紙上。在試樣的中心位置緩緩滴下0.2mL污油（管口距布面10-15mm)。在滴有污油的試樣上加蓋聚乙烯薄膜，在薄膜與污油接觸處放上直徑為64mm、質量為2.25kg的砝碼，壓1 min后取下砝碼，移去薄膜。試樣在室溫下繼續放置(20±3)min后進行沾油污的洗滌。

     洗滌方法：①沾油污前的洗滌：將6塊試樣在溫度40℃，浴比1：30，洗滌劑濃度2g/L，洗滌135min(視為完成15次洗滌)。取出試樣，用流動室溫水沖洗10min，用手擠干水分，在60℃烘箱內烘干。②沾油污后的洗滌：將沾油污的6塊試樣放入洗衣機中，加入洗滌劑2g/L，浴比1：30，水容量不得少于26 L，如質量不足時用與試樣相同的織物補足。水溫(40±3)℃，保溫洗滌12min，用室溫清水漂洗2次，每次漂洗2min，脫水2min，然后在60℃烘箱中烘干。

     ZUI后用GB/T 250評定變色用灰色樣卡，評定未洗滌和洗滌15次的試樣的易去污級別，每次試驗以沾污ZUI嚴重的為準。

4  質量要求

     美國ASTM D 4111-2002《家用及公用機織餐巾和臺布用織物的標準性能規格》中規定，織物經5次洗滌后去污性≥4級。其它部分美歐公司的拒油、防污整理產品性能要求見表6^[11]。

表6  拒油、防污整理產品性能要求

     日常生活中，人們所接觸到的污物達上百種，即使是做了一些重點選擇，國外某杰出買家的易去污面料驗收標準中所涉及的污物也有十幾種（表7）。而在工廠生產過控中，要對這些污物全部進行測試，既不現實，也無必要^[8]。

表7  美國J.C. PENNY公司易去污面料驗收標準（部分）

5  結語

     隨著人們生活質量的提高，衛生舒適、洗滌保管方便的紡織品越來越受歡迎。隨著國內外拒油和易去污產品的檢測標準、測試方法和質量要求的逐步完善，為產品開發生產提供了依據和目標，也為我國功能性紡織品質量的進一步提高提供了保障。

參 考 文 獻

[1] 吳堅,李淳等.家用紡織品檢測手冊.北京：中國紡織出版社，2004

[2] 羅巨濤,姜維利. 紡織品有機硅及有機氟整理.北京：中國紡織出版社，1999

[3] 陶乃杰.染整工程.北京：中國紡織出版社，1994

[4] 李蘭香,劉偉. CVC面料易去污整理的工藝探討.第六屆國內印染后整理學術研討會論文集,2005年

[5] [日]纖維性能評價研究委員會編.張亮恭等譯校.紡織測試手冊.北京：紡織工業出版社，1983

[6] AATCC 118-2007拒油性 抗碳氫化合物試驗

[7] FZ/T 01066-1999涂層織物 耐沾污性測定方法

[8] 翟保京等.滌棉易去污整理織物的生產與評測.第六屆國內印染后整理學術研討會論文集,2005年

[9] AATCC 130-2000去污性：油漬清除法

[10] FZ/T 10012-1998 滌棉織物易去污性能評定

[11]高銘.拒水拒油和易去污整理紡織品與國際市場要求. 2007年亨斯邁國內染整新技術和環保化學品研討會論文集.