阻燃/普通滌綸汽車座套面料的三防整理工藝研究

何 芳,郭 嫣,宋敏芳

(西安工程大學 紡織科學與工程學院,陜西 西安 710048)

隨著汽車工業的發展,人們對汽車紡織品的需求趨向于多元化[1-4]。汽車座套面料是汽車內飾紡織品的重要組成部分,應具有阻燃、防水、防油、防污、透氣等功能[5-7]。因此,多功能汽車座套的開發具有重要的意義。采用雙層小提花增加美感,實現裝飾性與功能性兩大要求。由于汽車座套不經常拆洗,對汽車座套滌綸紡織物進行拒水拒油整理可以減少洗滌次數,有利于節能環保[8-11]。目前有機硅類和含氟類兩大整理劑被較多采用[12]。選用的含氟整理劑,賦予織物耐久性的拒水、拒油、防污的“三防”效果,并保持織物物理機械性能的穩定,幾乎不會影響織物的風格、天然手感并獲得了長足的進展[13]。文中通過研究三防整理工藝,使織物達到防水、防油、防污性能,而且使其具有較好的耐洗性、透氣、透濕等功能,提高了汽車座套的檔次、舒適、美觀,滿足消費群體,具有廣闊的發展前景。

1 試驗部分

1.1 試樣

將滌綸應用在汽車座套面料上,具有很好的強度和穩定性,由于阻燃滌綸價格較高,為了降低成本,經研究當阻燃滌綸用量達到69.12%,阻燃效果能夠滿足要求。本試驗經紗選用300 D/96 F(33.3 tex)阻燃滌綸,緯紗采用300 D/96 F(33.3 tex)阻燃滌綸和300 D/96 F(33.3 tex)普通滌綸交織;表緯為普通滌綸,里緯為阻燃滌綸,表緯∶里緯=1∶1,阻燃滌綸比例為76.32%(試樣規格見表1)。采用SGA598型半自動織布機(江陰市通源紡織機械有限公司),織造小提花接結雙層織物。

表1 試樣規格參數

1.2 材料與方法

(1)藥品:sk630含氟三防整理劑(常州斯科尼亞商貿有限公司)。

(2)儀器:G232織物沾水性測試儀(上海千實精密機電科技有限公司);JGW-360B 動態接觸角測試儀(承德市成惠試驗機有限公司);YG461E 型數字式透氣量儀(寧波紡織儀器廠)。

(3)測試方法:按織物拒水測試標準AATCC 22-2005《紡織品 拒水性測試 噴淋法》和織物拒油測試標準AATCC 118-2002《拒油性 耐碳氫化合物的阻抗測試》測定。

1.3 “三防”整理工藝

(1)工藝流程

二浸二軋→烘干(充分烘干)→熱處理→水洗→烘干。

(2)方案設計

影響織物拒水拒油整理效果的因素有很多,以“三防”整理液濃度、焙烘溫度、焙烘時間、軋余率作為主要因素,通過四因素三水平對織物進行整理,三防整理工藝參數設計見表2。

表2 三防整理工藝參數

2 結果與討論

2.1 整理液濃度對整理效果的影響

如圖1和圖2所示,ks630整理液濃度從10 g/L增加到20 g/L時對織物的拒水、拒油等級以及接觸角均有明顯增加。但是當整理液濃度達到20 g/L 時,接觸角幾乎不會增長。而拒水等級隨整理液濃度的增加,大體呈上升趨勢。當整理劑濃度超過20 g/L 時,織物的拒油等級不再上升,甚至有了明顯的降低。因此,在一定的范圍內,隨ks630整理劑濃度增加,使之向纖維內部擴散速率加快,吸附在纖維表面的基團數量也隨之增加,這時不僅具有良好的拒油、拒水以及手感等功能,還具有優良的機械穩定性和染色摩擦牢度[12]。為了降低生產成本并結合環保節能綜合考量,整理液濃度選擇20 g/L。

圖1 整理液濃度與接觸角之間的關系

圖2 整理液濃度與拒油、拒水等級之間的關系

2.2 焙烘溫度對整理效果的影響

從圖3和圖4可以看出,當焙烘溫度增加時,接觸角有大幅度的增加,拒水拒油的效果也有顯著增加。這是因為整理劑有效地在織物表面快速形成膜,并且進一步使吸附在纖維表面的整理劑向纖維內部擴散。當溫度達到170 ℃時,接觸角最大、拒油等級最高,再升高溫度拒油效果幾乎沒有影響但接觸角出現了明顯的降低。這是因為溫度過低,整理劑無法有效地向織物內部滲透,達不到有效的織物纖維交聯性;焙烘溫度過高,不僅達不到更好的拒水拒油效果還會造成織物脆化,整理效果變差。所以焙烘溫度選擇170 ℃。

圖3 焙烘溫度與接觸角之間的關系

圖4 焙烘溫度與拒油、拒水等級之間的關系

2.3 焙烘時間對整理效果的影響

從圖5和圖6可以看出,接觸角隨著焙烘時間的延長而增加,但達到一定時間后,拒水等級降低,拒油等級變化不大。說明焙烘前期,整理劑與織物纖維的結合隨時間延長更有效地聚合成膜,但是當達到一定時間后,聚合成膜達到飽和狀態。延長焙烘時間,會導致織物的手感下降,能源浪費。焙烘時間為4 min時,織物就達到了比較好的整理效果,所以焙烘時間選擇4 min。

圖5 焙烘時間與接觸角之間的關系

圖6 焙烘時間與拒油、拒水等級之間的關系

2.4 軋余率對整理效果的影響

軋余率也叫帶液率,它直接影響整理劑與纖維結合的程度。從圖7和圖8可以看出,軋余率為80%時,織物的接觸角最大,織物的拒油和拒水等級也較好。當繼續增加軋余率時,對三防整理的效果影響不大,而且會降低織物的透氣性以及造成整理液浪費。綜合考慮,軋余率選擇80%。

圖7 軋余率與接觸角之間的關系

圖8 軋余率與拒油、拒水等級之間的關系

2.5 織物的耐久性測試

優化整理工藝得到的織物的拒水等級為5級、拒油等級為6級。從圖9可以看出,水洗5次后拒水等級沒有變化,拒油等級下降1個等級;水洗10次后阻燃/普通滌綸汽車座套拒水等級下降1個等級,拒油等級下降2個等級,但仍能達到較好的耐久性效果。

圖9 織物整理后耐久性測試

3 結論

(1)用ks630含氟整理劑對汽車座套整理后,整理液濃度對“三防”整理效果影響較大,軋余率和焙烘時間對“三防”整理效果影響較小。

(2)阻燃/普通滌綸汽車座套面料的“三防”整理的較佳工藝為:sk630 含氟整理液濃度20%,焙烘溫度170 ℃,時間4 min,軋余率80%。

(3)整理后的織物進行多次洗滌后防水、防油等級稍有下降,但仍可以達到4級以上,可以滿足汽車座套面料的使用要求。