阻燃/普通涤纶汽车座套面料的三防整理工艺研究

何 芳,郭 嫣,宋敏芳

(西安工程大学 纺织科学与工程学院,陕西 西安 710048)

随着汽车工业的发展,人们对汽车纺织品的需求趋向于多元化[1-4]。汽车座套面料是汽车内饰纺织品的重要组成部分,应具有阻燃、防水、防油、防污、透气等功能[5-7]。因此,多功能汽车座套的开发具有重要的意义。采用双层小提花增加美感,实现装饰性与功能性两大要求。由于汽车座套不经常拆洗,对汽车座套涤纶纺织物进行拒水拒油整理可以减少洗涤次数,有利于节能环保[8-11]。目前有机硅类和含氟类两大整理剂被较多采用[12]。选用的含氟整理剂,赋予织物耐久性的拒水、拒油、防污的“三防”效果,并保持织物物理机械性能的稳定,几乎不会影响织物的风格、天然手感并获得了长足的进展[13]。文中通过研究三防整理工艺,使织物达到防水、防油、防污性能,而且使其具有较好的耐洗性、透气、透湿等功能,提高了汽车座套的档次、舒适、美观,满足消费群体,具有广阔的发展前景。

1 试验部分

1.1 试样

将涤纶应用在汽车座套面料上,具有很好的强度和稳定性,由于阻燃涤纶价格较高,为了降低成本,经研究当阻燃涤纶用量达到69.12%,阻燃效果能够满足要求。本试验经纱选用300 D/96 F(33.3 tex)阻燃涤纶,纬纱采用300 D/96 F(33.3 tex)阻燃涤纶和300 D/96 F(33.3 tex)普通涤纶交织;表纬为普通涤纶,里纬为阻燃涤纶,表纬∶里纬=1∶1,阻燃涤纶比例为76.32%(试样规格见表1)。采用SGA598型半自动织布机(江阴市通源纺织机械有限公司),织造小提花接结双层织物。

表1 试样规格参数

1.2 材料与方法

(1)药品:sk630含氟三防整理剂(常州斯科尼亚商贸有限公司)。

(2)仪器:G232织物沾水性测试仪(上海千实精密机电科技有限公司);JGW-360B 动态接触角测试仪(承德市成惠试验机有限公司);YG461E 型数字式透气量仪(宁波纺织仪器厂)。

(3)测试方法:按织物拒水测试标准AATCC 22-2005《纺织品 拒水性测试 喷淋法》和织物拒油测试标准AATCC 118-2002《拒油性 耐碳氢化合物的阻抗测试》测定。

1.3 “三防”整理工艺

(1)工艺流程

二浸二轧→烘干(充分烘干)→热处理→水洗→烘干。

(2)方案设计

影响织物拒水拒油整理效果的因素有很多,以“三防”整理液浓度、焙烘温度、焙烘时间、轧余率作为主要因素,通过四因素三水平对织物进行整理,三防整理工艺参数设计见表2。

表2 三防整理工艺参数

2 结果与讨论

2.1 整理液浓度对整理效果的影响

如图1和图2所示,ks630整理液浓度从10 g/L增加到20 g/L时对织物的拒水、拒油等级以及接触角均有明显增加。但是当整理液浓度达到20 g/L 时,接触角几乎不会增长。而拒水等级随整理液浓度的增加,大体呈上升趋势。当整理剂浓度超过20 g/L 时,织物的拒油等级不再上升,甚至有了明显的降低。因此,在一定的范围内,随ks630整理剂浓度增加,使之向纤维内部扩散速率加快,吸附在纤维表面的基团数量也随之增加,这时不仅具有良好的拒油、拒水以及手感等功能,还具有优良的机械稳定性和染色摩擦牢度[12]。为了降低生产成本并结合环保节能综合考量,整理液浓度选择20 g/L。

图1 整理液浓度与接触角之间的关系

图2 整理液浓度与拒油、拒水等级之间的关系

2.2 焙烘温度对整理效果的影响

从图3和图4可以看出,当焙烘温度增加时,接触角有大幅度的增加,拒水拒油的效果也有显著增加。这是因为整理剂有效地在织物表面快速形成膜,并且进一步使吸附在纤维表面的整理剂向纤维内部扩散。当温度达到170 ℃时,接触角最大、拒油等级最高,再升高温度拒油效果几乎没有影响但接触角出现了明显的降低。这是因为温度过低,整理剂无法有效地向织物内部渗透,达不到有效的织物纤维交联性;焙烘温度过高,不仅达不到更好的拒水拒油效果还会造成织物脆化,整理效果变差。所以焙烘温度选择170 ℃。

图3 焙烘温度与接触角之间的关系

图4 焙烘温度与拒油、拒水等级之间的关系

2.3 焙烘时间对整理效果的影响

从图5和图6可以看出,接触角随着焙烘时间的延长而增加,但达到一定时间后,拒水等级降低,拒油等级变化不大。说明焙烘前期,整理剂与织物纤维的结合随时间延长更有效地聚合成膜,但是当达到一定时间后,聚合成膜达到饱和状态。延长焙烘时间,会导致织物的手感下降,能源浪费。焙烘时间为4 min时,织物就达到了比较好的整理效果,所以焙烘时间选择4 min。

图5 焙烘时间与接触角之间的关系

图6 焙烘时间与拒油、拒水等级之间的关系

2.4 轧余率对整理效果的影响

轧余率也叫带液率,它直接影响整理剂与纤维结合的程度。从图7和图8可以看出,轧余率为80%时,织物的接触角最大,织物的拒油和拒水等级也较好。当继续增加轧余率时,对三防整理的效果影响不大,而且会降低织物的透气性以及造成整理液浪费。综合考虑,轧余率选择80%。

图7 轧余率与接触角之间的关系

图8 轧余率与拒油、拒水等级之间的关系

2.5 织物的耐久性测试

优化整理工艺得到的织物的拒水等级为5级、拒油等级为6级。从图9可以看出,水洗5次后拒水等级没有变化,拒油等级下降1个等级;水洗10次后阻燃/普通涤纶汽车座套拒水等级下降1个等级,拒油等级下降2个等级,但仍能达到较好的耐久性效果。

图9 织物整理后耐久性测试

3 结论

(1)用ks630含氟整理剂对汽车座套整理后,整理液浓度对“三防”整理效果影响较大,轧余率和焙烘时间对“三防”整理效果影响较小。

(2)阻燃/普通涤纶汽车座套面料的“三防”整理的较佳工艺为:sk630 含氟整理液浓度20%,焙烘温度170 ℃,时间4 min,轧余率80%。

(3)整理后的织物进行多次洗涤后防水、防油等级稍有下降,但仍可以达到4级以上,可以满足汽车座套面料的使用要求。