层压汽车座套面料的阻燃处理工艺研究

崔威威，郭 嫣，宋敏芳

(西安工程大学纺织与材料学院，陕西西安 710048)



层压汽车座套面料的阻燃处理工艺研究

崔威威，郭 嫣，宋敏芳

(西安工程大学纺织与材料学院，陕西西安 710048)

采用正交实验得到CP阻燃剂对层压汽车座套面料阻燃处理的最优工艺，得出最优工艺为：焙烘温度170℃、阻燃剂浓度400g/L、轧余率80%、焙烘时间4min。水洗摩擦都会使阻燃剂处理织物的阻燃效果降低，但经过一定次数的水洗和摩擦后面料的阻燃效果仍能达到标准要求。

层压面料 汽车座套 阻燃整理

近几年，随着汽车工业的快速发展，汽车用纺织品也迎来了广阔的发展空间[1]。随着社会的进步，生活质量的提高，私家车主已经把汽车作为一个安全、时尚、多功能的“家”。这同时也代表消费者要求汽车座套面料作为汽车内饰的主体和营造汽车内部空间环境的重要部分，具有更高的安全性能、舒适性能及环保性能。交通事故中火灾很容易发生同时危害很大，因此汽车火灾也越来越受到人们和政府的关注，所以作为汽车内饰的重要部分，层压汽车座套的阻燃研究具有重要意义。

1 实验部分

1.1 原料选择

本文选择亚麻机织物为表层、经编间隔织物为中间层、涤纶针织物为底层的三层复合层压面料。复合层压面料各层织物参数见表1。

表1 层压面料各层织物参数

本文采用不同原料织物复合而成的三层层压面料为基布进行阻燃整理，实验选用棉麻阻燃整理剂(参数见表2)对复合织物进行阻燃处理，测试分析其对阻燃性能的影响。

表2 阻燃剂参数

1.2 阻燃处理实验

实验采用浸轧焙烘法，该方法是在阻燃整理中最常用的一种整理方法，主要包括前处理、浸轧、预烘、焙烘和后处理。浸轧液在这个过程中起着重要作用，其一般由阻燃剂配制而成，并添加多种提高阻燃效果的助剂。

1.2.1 前处理

对于任何织物而言，织物上的任何污物都会影响阻燃剂与织物的结合效果，即使很少的蜡、油或有机硅类物质也会明显削弱阻燃剂处理效果。前处理要求能够将布面污物处理干净。

亚麻前处理，为除去亚麻织物表面杂质，改善织物手感，提高阻燃整理效果，对亚麻织物进行处理，工艺配方如下表3：

表3 亚麻前处理工艺配方

1.2.2 阻燃处理

工作液配置：先加入部分软水，再加入CP阻燃剂，再加入软水配成工作液。

正交实验设计：根据厂家提供的阻燃剂参考工艺，以焙烘温度、阻燃剂浓度、轧余率、焙烘时间作为因素，每个因素取三个水平，采用L9(34)表进行正交实验。各因素及水平表如表4所示，其中A为焙烘温度(℃)、B是阻燃剂浓度(g/L)、C为轧余率(%)、D为焙烘时间(min)。

表4 CP阻燃处理工艺正交实验因素及水平

根据上表因素和水平共进行9组实验，每组实验对应组合如表5：

表5 L9(34)正交实验表

阻燃处理流程：亚麻织物→浸轧(二浸二轧，轧液率65%～70%)→烘干(105℃)→焙烘(165℃～170℃ 3min～4min)→碱洗(平洗槽 第一槽碳酸钠 20g/L，第二槽碳酸钠 10g/L，第三槽碳酸钠 5g/L)→水洗→烘干。

2 测试结果与分析

2.1 CP阻燃剂处理正交实验结果及分析

试验采用LFY-601织物燃烧性能测试仪按照国内标准GB/T 5455-1997 《纺织品 燃烧性能试验 垂直法》对经过阻燃处理的织物进行测试。经CP阻燃剂整理后的织物阻燃性能如表6，2号正反面阻燃效果如图1、图2。

表6 CP阻燃剂整理正交实验结果

图1 CP整理2号正面阻燃效果

图2 CP整理2号反面阻燃效果

亚麻是纤维素纤维，其纤维素含量大概70%，性能与棉纤维相似，所以CP阻燃剂同时适用棉织物及麻织物，但涤纶属于合成纤维，物理及化学性能与棉麻区别很大，一种阻燃剂没办法同时使棉麻及涤纶织物都具有良好的阻燃效果。由表6可以看出经CP阻燃剂处理后的三层层压面料的正面阻燃性能优于反面阻燃性能，这是由于CP阻燃剂属于棉麻阻燃剂，对涤纶的阻燃效果没有棉麻织物的阻燃效果好，CP阻燃剂在高温作用下分解成磷酸或磷酸酐，使亚麻纤维脱水，纤维炭化生成水分，阻止了纤维分解成可燃性气体，另外磷酸酐在受热裂解时，形成玻璃状熔融物覆盖在织物上，隔绝织物与氧气的接触，以此达到亚麻的阻燃效果[2]。

由于层压面料正反面碳长不同，阴燃时间均较短可忽略不计，由损毁长度、续燃时间代表阻燃效果，由表6中的数据计算各因素在不同水平下的k值及极差R，结果如下表7所示：

表7 CP阻燃处理正交实验结果分析

由表可以看出，影响层压面料损毁长度的因素主次顺序是：A﹥D﹥B﹥C，损毁长度受烘焙温度的影响最大，其次是焙烘时间，阻燃剂用量不属于重要因素。损毁长度越小表示阻燃效果越好，根据各因素各水平损毁长度总和确定最优组合为：A3B2C3D2。

影响续燃时间的因素主次顺序是A﹥C﹥D﹥B，同样是焙烘温度对续燃时间影响最大，按照各因素各水平续燃时间总和确定最优组合为A2B2C3D2。

损毁长度和续燃时间均为面料阻燃性能的重要参考数据，由上可知损毁长度和续燃时间最优工艺不一致，所以还需要根据因素影响大小综合考虑确定最优工艺。焙烘温度对损毁长度和续燃时间均是最大影响因素，A因素损毁长度中k2和k3差别比续燃时间中的k2和k3差别小很多，故因素A应选择A2；对于损毁长度和续燃时间B、 C、D因素的最优工艺均相同，B因素选B2，C因素选择C3，D因素选择D2。最终得到CP阻燃处理最优工艺为：焙烘温度170℃、阻燃剂浓度400g/L、轧余率80%、焙烘时间4min。

2.2 CP阻燃剂耐洗涤测试

汽车座套的优势就是可以方便拆下洗涤，耐洗涤性能自然成为汽车座套面料阻燃性能的一个重要考察因素。具体其测试方法如下：取将普通洗衣粉配制成浓度为2gL，浴比1∶30的溶液，水温为45℃，将织物放入其中洗涤3min，洗涤完成后在60℃的温度下烘干，此为一次，耐洗试验需重复8次[3]。采用最优工艺对层压面料进行阻燃处理，再对其进行耐洗涤测试，结果如图3：

图3 水洗对经CP阻燃剂整理后层压面料阻燃性能的影响

从图3可以看出经过30次水洗层压面料阻燃效果仍能达到装饰用织物B2级(损毁长度20cm)，满足汽车用纺织品阻燃要求。但随着水洗次数的增加层压面料阻燃性能减弱，因为在经受水洗时由于面料之间摩擦及水流对面料的冲击会造成织物表面附着的阻燃剂的脱落，因而会影响其阻燃性能。由图同时可以看出经过一定次数水洗后阻燃效果的损失越来越小，这是由于附着在面料中不牢固的阻燃剂逐渐被冲洗掉，剩下的基本上都是牢固交联在织物纤维中的阻燃剂，抗水洗能力较强。

2.3 CP阻燃剂耐摩擦测试

汽车座套作为覆盖在座椅上的织物，必然要承受与驾乘者的摩擦。在经受一定次数的摩擦后的阻燃效果也是其阻燃性能的重要考虑因素。织物平磨仪(YG401C)，100圈为1次，重复10次。测试摩擦对经CP阻燃剂整理后层压座套织物的阻燃情况，如下页图4：

图4 摩擦对经CP阻燃剂整理后层压面料阻燃性能的影响

由图4可知摩擦会使CP阻燃剂整理后的层压座套面料阻燃性能减弱，因为摩擦作用会打断阻燃剂与纤维之间的连接，导致阻燃剂脱离面料阻燃性能变差。但经过1000次摩擦后，织物燃烧损毁长度为17.1cm，完全符合装饰用织物B2级(损毁长度20cm)要求，在座套使用寿命内可以满足阻燃要求。

3 结论

(1)影响层压面料损毁长度的因素主次顺序是：焙烘温度﹥焙烘时间﹥阻燃剂浓度﹥轧余率。

(2)影响续燃时间的因素中焙烘温度影响最大，其次是轧余率，然后是焙烘时间，阻燃剂浓度的影响最小。

(3)根据正交实验分析得出CP阻燃处理最优工艺为：焙烘温度170℃、阻燃剂浓度400g/L、轧余率80%、焙烘时间4min。

(4)水洗、摩擦均会减弱层压汽车座套的阻燃效果，但经过30次水洗或1000次摩擦后仍可以满足装饰用织物B2级要求，在汽车座套寿命之内洗涤后阻燃性能仍可以满足要求。

[1] 潘鹏,强利玲,李小兰.近期车用纺织品发展现状与展望[J].棉纺织技术，2012,40(7):65-68 .

[2] 李琳,邓启刚,陈朝晖.亚麻织物阻燃整理的研究现状与发展趋势[J].化工时刊，2011,25(12):41-44 .

[3] 崔威威,郭嫣,宋敏芳，刘娜.涤/麻交织汽车座套面料的拒水拒油整理工艺研究[J].毛纺科技，2016,44 (2):52-55 .

Flame Retardant Treatment Technology Research of Laminated Fabric of Car Seat Cover

CUIWei-wei,GUOYan,SONGMin-fang

(School of Textile and Materials,Xi’an Polytechnic University,Xi’an 710048)

By adopting orthogonal experiment,the optimal flame retardant treatment technology of laminated fabric of car seat cover by CP flame retardant was obtained. The optimal treatment process was as followed: the curing temperature was 170 ℃,the concentration of flame retardant was 400g/L,rolling rate was 80% and the curing time was 4 min. Flame retardant effect of fabric treated by flame retardant could be reduced by washing and friction,but the retardant effect of the fabric could still reach the standard requirement after certain times washing and frictions.

laminated fabric car seat cover flame retardant finishing

2016-12-04

崔威威(1991-)，男，硕士研究生，研究方向：功能性纺织品研发。

郭嫣(1966-)，女，教授，硕士生导师。

TS195

A

1008-5580(2017)02-0140-04