多功能汽车座椅面料泡沫整理工艺yd17205

唐焕林  朱清峰  李瀚宇

作者单位  中国纺织科学研宄院、北京中纺化工股份有限公司

基金项目  国家国际合作项目，项目编号：2010DFB52880

原载：纺织导报，2014

 

【摘要】本义通过对汽车座椅面料进行泡沫单面异性整理，开发出一种集防污、易去污、阻燃功能于一体的汽车

座椅面料，并研究了泡沫单面整理工艺中带液率、助剂用量等对最终产品性能的影响。试验结果表明，与传统浸轧整理相比，泡沫整理既可节省助剂，又可节约能源。

【关键词】防污；易去污；阻燃，泡沫整理

【中图分类号】TSl95．5    文献标志码：A

 

泡沫整理是把工作液加工成泡沫再施加到织物上，它不需要浸轧法加工时的轧槽，加工完成以后剩余的也仅仅是少量的泡沫，而且这些泡沫的化学品组成与原来的配方完全相同，若有必要，则完全可以回用。因此，泡沫法可减少甚至杜绝污水的排放。与传统的浸轧整理法相比，泡沫整理法带液量低、易烘干，织物能以很高的速度通过烘箱，既节约了能源，又提高了生产效率。

    泡沫整理还可实现单面加工，这为产晶开发创造了非常好的条件。如在家用纺织品中开发一面防紫外线、一面防污的面料，在服装面料中开发一面防水、一面亲水的运动服装、T恤衫和高档衬衫面料等。由于以上优点，泡沫整理法在欧美得到了广泛应用，如应用于无纺布和地毯行业的浸胶、涂背胶、染色加工，以及汽车用纺织品的各种功能整理。

本文利用泡沫整理法，对汽车座椅面料进行单面异性多功能整理，开发出了一种具有防污、易去污和阻燃效果的多功能汽车座椅面料。与传统的浸轧法相比，泡沫法不仅降低了助剂的使用量，而且避免了大量化学品与人体的直接接触，有利于工人的职业健康。

1  实验部分

1．1  材料与试剂

    纯涤纶汽车座椅面料，市售；防污易去污整理剂、涤纶耐久阻燃剂、发泡剂A和泡沫稳定剂B均由北京中纺化工股份有限公司提供。

1．2  仪器

    Autofoam发泡机，Datacolor公司；均匀轧车，Mathis公司；DK-5E型焙烘机，Kuster公司。

1．3  泡沫整理工艺流程

    配置工作液→泡沫整理→烘干→焙烘(190℃，40S)。

1．4  测试方法

(1)带液率按下式计算

带液率=

湿布质量-干布质量

×100％

干布质量

(2)发泡比定义为一定体积工作液经发泡后，泡沫体积与原工作液体积比，按下式计算：

发泡比=

泡沫体积

工作液体积

(3)防水性能按照AATCC 193-2007《抗湿润性：防水／乙醇溶液》测定。

    (4)防油性能按照AATCC l18-2007《排油：耐烃试验》测定。

    (5)易去污性能按照AATCC 130-2000《易去污测试》测定。

    (6)阻燃性能测试按照GB 8410-2006《汽车内饰材料的燃烧特性》测定。

2  结果与讨论

2．1  防污易去污整理

防污易去污整理后，织物的防污和易去污性能主要体现在织物的表面，相对于浸轧法中织物完全浸透，泡沫法能大大降低防污易去污整理剂的用量。为避免正面防污易去污单面整理和反面阻燃整理之间产生相互影响，必须严格控制防污易去污整理剂的渗透距离，防止其渗透到反面。

    (1)带液率对反面润湿性的影响

泡沫整理过程中，带液率可通过Autofoam泡沫染整加工系统中的刮棒和发泡比进行调节。刮棒螺纹密度越高，容纳的泡沫量越小，织物的带液率就越低。发泡比越大，

泡沫密度就越小。由此可知，刮棒相同，发泡比越大，则施加于织物上的工作液的量就越少，带液率就越低。由于是进行单面整理，带液率越低越好，一般控制在15％～25％，因此选用螺纹密度最高的刮棒，通过调节发泡比，控制最终的带液率。带液率对反面润湿性的影响如表l所示。

表1带液率对反面润湿性的影响

发泡比

带液率％

反面润湿性

正面舫水性(级

7

8

12

15

20

35.6

28.9

23.7

19.7

16.5

大部分位置拒水

部分位置拒水

很好

很好

很好

7

7

6

5

5

    注：防污易去污整理剂用量为100g/L发泡剂用量2.5g/L泡沫稳定荆用量l.5g/L。

    由表1可知，当带液率为28．9％时，部分工作液已渗透到反面，使得反面部分区域具有防水性，这将不利用下一步反面的阻燃整理。为保证正面具有较好的防污易去污性能，同时反面具有较好的润湿性，将带液率控制在23％～25％。

(2)防污易去污整理剂用量的确定

    控制带液率在25％左右，在保证工作液不会渗透到背面的前提下，考察防污易去污整理剂用量对正面防污易去污性能和反面润湿性的影响，结果如表2所示。

      表2防污易去污整理剂用量对正面防污易去污性能和反面润湿性的影响

用量(g/L)

带液率(%)

防水级别(级)

防油级别(级)

易去污级别(级)

反面润湿性

100

24.8

6

6

4

很好

130

25.5

7

7

4～5

很好

150

24.9

8

7

4—5

很好

170

23.3

8

8

4—5

很好

注：发泡剂用董2.5 g/L，泡沫穗定剂用量l.5 g/L，发泡比12．

    由表2可知，当防污易去污整理剂用量达到130 g／L后，正面防水和防油性能都已达到7级(最高8级)，易去污性能达到4～5级(最高5级)，完全可以满足服用要求，同时反面润湿性良好。综合考虑服用性能和成本，确定防污易去污整理剂用量为130 g/L。

2．2  阻燃整理

    (1)阻燃整理时带液率对正面防水效果的影响

    由于所用阻燃剂分子中含有亲水基团，当其附着于经防水整理织物的表面时，将显著降低织物的防水性。因此，在进行反面阻燃整理时，也要控制带液率，防止阻燃剂渗透到正面，影响防水性能。对织物反面进行阻燃整理时，带液率对正面防水性能的影响如表3所示。

表3带液率对正面防水性能的影响

发泡比

带液率(％)

正面防水性{级)

8

35 8

7

6

43.9

7

5

55.2

部分区域6

注：阻燃剂用量为l40 g/L，发泡刑用重4g/L，泡沫稳定剂用量2 g/L。

    虽然织物正面已进行了防水整理，但由于该织物为三明治网眼布，正面网眼较大，结合表3可知，当带液率达到55％时，阻燃剂工作液已渗透到正面，影响到正面的防水效果。另外，由于所用阻燃剂酸性很强，需用大量NaOH将工作液的pH值调节到6～7。如果一味降低带液率，为保证阻燃效果，必须增大阻燃剂用量，也就需要用更大量的NaOH调节pH值，势必导致工作液离子强度过多，影响工作

液的发泡性能。因此，在保证工作液不渗透到正面的前提下，应尽量增大带液率，最终确定阻燃单面整理时的带液率为45％左右。

    (2)阻燃剂用量的确定(表4)

    由表4可知，当阻燃剂用量为140 g／L时，织物的燃烧速率87 mm／min，已达到燃烧速率小于100 mm／min要求。

      表4阻燃剂用量对织物阻燃性能和正面防水性能的影响

用量（g/L）

带液率（％)

燃烧速率(mm/min)

正面防水性(级)

130

43.2

112

7

140

44.8

87

7

150

45.7

31

7

160

44.2

A-0

7

注：发泡剂用量4 g/L，泡沫穗定刑用量2 g/L发泡比6。

但是考虑到后续该汽车座椅面料还要与海绵复合，因此将阻燃性能提高到A-0级，即不燃烧，此时阻燃剂用量为160g/L。同时，由于带液低，阻燃工作液未渗透到正面，因此正面防水性未受到影响。

2．3  整理工艺的优化

    以上单面异性整理过程为，正面防污易去污泡沫戆理→烘干→焙烘→反面阻燃泡沫整理→烘干→焙烘。为节约能源，提高生产效率，尝试取消正面泡沫整理后的焙烘工序。由于防污易去污整理剂未经焙烘，防水性相对较差，因此为防止反面阻燃整理时工作液渗透到正面，将阻燃泡沫整理的带液率降低到40％，阻燃剂用量提高到180 g/L。最终确定该多功能汽车座椅面料的泡沫整理工艺为：正面防污易去污整理(整理剂用量130 g/L，带液率25％)→烘干→反面阻燃整理(整理剂用量180 g/L，带液率40％)→烘干→焙烘(190℃，40s)。经该工艺整理后的汽车

汽车座椅面料，防水和防油性能均可达到7级，易去污性能4～5级，阻燃性能A-0级。

2.4  与传统浸轧法的对比(表5)

    表5  浸轧法与泡沫法整理对比

处理方法

防污易去污整理

阻燃整理

每平米面料消耗助剂量

助剂用量（g/L）

带液率（%）

助剂用量（g/L）

带液率（%）

防污易去污整理剂（g）

阻燃剂（g）

浸轧法

50

90

100

90

13.5

27

泡沫法

130

25

180

40

9.75

2l.6

由表5可知，采用泡沫法，防污易去污整理剂用量节约27.7％，阻燃剂用量节约20％。此外，由于带液率显著降低，因此降低了烘干时的能耗。

3  结论

    通过泡沫整理法，对汽车座椅面料进行正面防污易去污整理，反面进行阻燃整理，开发出一种防水性能7级，防油性能7级，易去污性能4～5级，阻燃性能A-0级的多功能汽车座椅面料。与传统浸轧法相比，泡沫法通过对带液率的控制，可避免正面防污易去污整理和反面阻燃整理之间产生相互影响，新方法可节约27.7％的防污易去污整理剂，20％的阻燃剂，具有节能降耗的优点。

参考文献

  [1]董振礼，Autofoam泡沫系统与针织物染整[J]针织工业，2009(5);42-44．