针织阻燃涂层织物的研制及其性能yd14631

杜文琴1，徐杰2     1、五邑大学纺织服装学院，广东江门529020；2.广东省江门市质量技术监督局，广东江门529000

  收稿日期：2011-03-01  修回日期：2011-09-26

基金项目：广东省基金项目（S2011010001047) ；广东省省部产学合作项目(01015930124737034)；

东省科技特派员工作站项目(2010B090500031)

作者简介：杜文琴(1958-)，女，教授。主要研究方向为纺织功能材料。E-mail：dwq@maiI.wyu.edu.cn。

原载：纺织学报2012/1；92-95

 

【摘要】为获得具有较好阻燃性能的针织涂层织物，对针织物进行浸轧阻燃整理，用加有阻燃剂的聚氨酯对整理后的针织物涂层，采用正交试验进行工艺优化，得到优化的涂层工艺：面层厚度为0.1 mm，面层烘干温度为100℃ ，面层烘干时间为1 min；黏结层厚度为0.1 mm，黏结层烘干温度为120℃ ，黏结层烘干时间为2 min。利用此工艺生产的阻燃针织涂层织物的阴燃时间和续燃时问均为0 s，损毁长度为10.5 cm。对针织阻燃涂层织物进行耐水洗性测试，经过20次水洗后，织物的阴燃时间和续燃时间仍为0 s，损毁长度为15.5 cm。结果表明：整理后的针织涂层织物具有优良的阻燃性能和耐水洗性能。

【关键词】针织物；转移涂层；涂层织物；阻燃性

【中图分类号】TS 195.597 文献标志码：A  文章编号：0253-9721(2012)01-0092-04

 

21世纪的服装向着穿着舒适化[1]、功能化[2]及智能化[3]等方向发展，因此，功能涂层织物[4]的开发成为一个重要的研究方向。具有阻燃功能的涂层织物[5]即为其中之一。由于纺织品引起的火灾事故频发，给人们的生命和财产造成巨大的威胁和损失，各国纷纷制定相应的阻燃织物标准。目前国内外学者对阻燃织物[6-9]和阻燃纤维[10-11]的研究也越来越多，其中也有许多是利用涂层整理技术，不过这些多是以机织物作为基布，以针织物作为基布的很少。针织物手感柔软，悬垂性好，生产出的阻燃针织涂层织物可以获得非常好的悬垂性和柔软的手感，用于婴儿车、高档窗帘、汽车用品和防火服等，因此市场需求非常大，但是针织物易伸长，在直接涂层中的外加张力作用下很容易发生变形，工艺不易控制[12]。本文采用转移涂层技术对针织物进行涂层，很好地解决了针织物涂层过程中的变形问题。

1  试验部分

1.1  试验原料

面密度为100 g／m2的纯棉纬平针织物。溶剂型聚氨酯Ⅰ、Ⅱ，阻燃剂CP，阻燃剂6202(有效成分为磷和氯，其中磷含量≥9.6％ ，氯含量≥33.4％)，甲苯(分析纯)，催化剂，固化剂等。

1.2  试验设备及仪器

JMU972型落地式涂层机，M601垂直法阻燃性能测试仪，MD型定型烘干小样机，YG026PC-250型电子织物强力机，YG601-II型电脑式织物透湿仪等。

1.3  关键工艺

1.3.1  基布的浸轧阻燃整理

棉织物属于易燃纺织品，即使进行了阻燃涂层，但是遇到火焰后基布仍然会燃烧，因此为了使针织阻燃涂层织物的阻燃性能更加优良，首先用阻燃剂CP对棉针织基布进行浸轧阻燃处理。其工艺流程为：棉织物→浸轧(二浸二轧，轧液率65％～70％)→烘干(105℃)→焙烘(165 ℃，1min) →水洗→烘干。

1.3.2  黏结层

黏结层影响着涂层织物的黏结强度，即剥离负荷，不仅如此，黏结层还可以使整个涂层膜更加均匀，性能更好。黏结层的质量配比为：聚氨酯Ⅰ100份，固化剂3份，催化剂2份，甲苯30份，阻燃剂30份，色浆适量。

1.3.3  面层

面层在涂层织物的表面，承担着涂层膜的主要力学性能，对涂层织物的手感影响很大。面层的质量配比为：聚氨酯Ⅱ 100份，甲苯20份，阻燃剂40份，色浆适量。

1.3.4  涂层整理

针织物涂层整理采用转移涂层工艺，其工艺流程为：离型纸→涂面层→烘干→冷却→涂黏结层→基布贴合→烘干→冷却→离型纸和涂层织物剥离→成品。

1.4  正交试验方案设计

本文采用正交试验方法进行工艺优化。选用拉伸强力、断裂伸长率、透湿量和剥离负荷这4个指标来进行试验，其中拉伸强力和断裂伸长率均为经向。选择涂层厚度、烘干温度、烘干时间作为试验因素，每个试验因素选择3个水平，见表1。本文试验选择6个试验因素，每个试验因素有3个水平，因此选用L 18(37)正交表。

表1 因素水平表

水平

A

B

C

D

E

F

面层厚度/mm

面层烘干温度/℃

面层烘干时间/min

粘结层厚度/mm

粘结层烘干温度/℃

粘结层烘干时间/min

1

0.10

100

1

0.10

120

1

2

0.15

120

2

0.15

140

2

3

0.20

140

3

0.20

160

3

2  结果与分析

2.1  正交试验结果

根据因素水平表得到表2所示的正交试验结果。其中还列出了针织涂层织物各试验指标在不同试验因素下的测试值。

image002.gif

2.2  试验数据处理

首先进行直观分析(极差分析)，得到每个指标的影响因素的主次顺序和最佳水平组合。然后进行方差分析(α=0.10)，得到各试验因素的显著性。最后根据专业知识，通过实际综合考虑得出最优转移涂层工艺。直观分析数据如表3所示。

image004.gif

其中k (J=1、2、3)分别表示任一列因素J水平所对应的试验指标的平均值，其大小可以判断相应列因素的优水平和优组合。R为相应列因素的极差，R值越大，表示该因素对试验指标的影响越大，根据R的大小可以判断因素的主次顺序。

通过方差分析，A因素(面层厚度)对透湿量指标有显著影响，E因素(黏结层烘干温度)对断裂伸长率指标有显著影响，F因素(黏结层烘干时间)对剥离负荷指标有显著影响。

2.3  最优方案的确定

根据直观分析结果和方差分析结果，通过综合考虑，确定最佳的工艺条件为：面层厚度0.1 mm、面层烘干温度100℃ 、面层烘干时间1 min、黏结层厚度0.1 mm、黏结层烘干温度120℃、黏结层烘干时间2 min

2.4  耐水洗性测试

利用最佳工艺对针织物进行涂层，然后对涂层织物进行性能测试。在燃烧试验中，织物的阴燃时间和续燃时间均为0 s，损毁长度为10.5 cm，阻燃性能完全达到了GB／T 17591-2006《阻燃织物》的要求。透湿量可达1 240 g／(m2·d)，具有良好的透湿性，制成的服装导汗、舒适。而且涂层织物的黏合性能很好，剥离负荷可达39 N。

对经最佳工艺生产的涂层织物进行水洗，水洗条件按照GB／T 8629-2001《纺织品试验用家庭洗涤和干燥程序》进行。每隔几次水洗，对织物的阻燃性能进行测试，其阴燃时间和续燃时间仍为0 s，损毁长度随水洗次数的变化曲线如图1所示。

从图中可看出，随着水洗次数增加，织物的损毁长度增加，即织物的阻燃性能降低，但是经过20次水洗后涂层织物的阻燃性能仍能达到国家标准的要求。本文研制的针织阻燃涂层织物一般用作窗帘、汽车用品、防火服等，这些产品都不常洗涤，因此耐水洗20次已能满足要求。

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图1 损毁长度随水洗次数的变化曲线

3  结论

1)通过正交试验设计和试验结果分析，成功研制一套生产针织阻燃涂层织物的转移涂层工艺，根据此工艺生产的针织阻燃涂层织物，涂层较薄，手感柔软，而且阻燃性能优良，具有良好的透湿性能，是制作防火服的理想面料。

2)水洗对涂层织物的阻燃性能影响较大，随着水洗次数的增加，阻燃性能变差。采用二次涂层，并采用合理的黏合层配方可以明显提高织物的耐水洗性能。经过工艺优化，水洗次数可达20次，并且水洗后涂层织物的阻燃性能仍能满足国标的要求。

参考文献：

[1]任金龙,防水透湿织物的发展与展望[J]丝绸,2004(8) 42-44.

[2]徐旭凡.多功能聚氨酯涂层织物的制备及性能[J]纺织学报,2006,27(3);71-73.

[3]施楣梧,肖红.智能纺织品的现状和发展趋势[J].高科技纤维及应用,2010,35(4);5-8,15.

[4]徐旭凡,王善元.聚氨酯转移涂层织物的透湿防水性能[J].纺织学报,2005,26(3);82-84.

[5] 阚道远,蔡再生,赵亚萍,等.涤纶织物的磷一氮系膨胀型阻燃剂涂层整理[J].印染,2010(15);1-4,7.

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[12] 冯·沃尔特.涂层和层压纺织品[M].顾振亚,牛家嵘,田俊莹,译.北京;化学工业出版社,2006;78-80