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阻燃纤维梭织物的特点解析

在某些特定环境中,涤棉混纺梭织服装面料需要在点燃后不能有燃烧蔓延的现象,以保护工作人员的安全;也不能使服装点燃后形成破洞,且不能存在燃烧熔滴或熔融物坠落的情况;续燃时间须小于等于2 s,阴燃时间须小于等于2 s。根据阻燃效果开发涤棉织物后整理阻燃及阻燃纤维进行纺纱织布的印染后整理,测试阻燃指标,开发梭织阻燃功能面料。
 
1 涤棉梭织物阻燃后整理开发实验
1.1 规格设计
普通涤纶纤维与棉梭织物PT/T65/C35:经纱32.6 tex,纬纱32.6 tex,经向472 根,纬向228 根,幅宽160 cm。阻燃涤纶纤维与棉梭织物ZR/T65/C35:经纱32.6 tex,纬纱32.6 tex,经向472 根,纬向228 根,幅宽160 cm。
 
1.2 工艺流程
纺纱→织布→印染翻缝烧毛→煮炼→氧漂→定型→丝光→染色→阻燃整理→拉幅→预缩。
 
1.3 工艺参数
1.3.1 煮炼
工艺配方:烧碱28~30 g/L,煮炼剂6 g/L,渗透剂HF-JL7 1 g/L。
工艺条件:100 ℃,60 min,带液率90%,热水洗(90~95 ℃),烘干。
 
1.3.2 氧漂
工艺配方:H2O2 6 g/L,双氧水稳定剂6 g/L,煮炼剂6 g/L,渗透剂HF-JL7 1 g/L。
工艺条件:烧碱调节pH=10.5,95 ℃汽蒸30 min,带液率90%,热水洗(90~95 ℃),烘干。
由表1 可得出以下结论:半成品符合染色加工要求。
 
1.3.3 定型
工艺条件:210 ℃,30 s,幅宽为成品+5 cm。
由表2 可得出以下结论:半成品符合染色加工要求。
 
1.3.4 单分散染色
工艺配方:分散黑S-3BL 30 g/L,分散黄棕S-4RL 12 g/L,分散红玉S-5BL 5 g/L,匀染剂10 g/L。
工艺条件:80~90 ℃烘干,带液率55%,210 ℃焙烘90 s。
 
1.3.5 水洗机还原清洗
工艺配方:烧碱30 g/L,保险粉30 g/L;工艺条件:102 ℃,90 s,水洗,皂洗,烘干。
 
1.3.6 打底机套活性染色
工艺配方:100%活性黑ED 40 g/L,100%活性红4 g/L,100%活性黄0.5 g/L[1];工艺条件:102 ℃,90 s,水洗,皂洗,烘干。
 
1.3.7 水洗机固色
工艺配方:食盐180~200 g/L,纯碱30 g/L,烧碱3~4 g/L;工艺条件:102 ℃,90 s,水洗,皂洗,烘干。
由表3 可得出以下结论:半成品符合染色加工要求。
 
1.3.8 阻燃整理
采用普鲁苯(Proban)法阻燃整理工艺,德国托尔化学阻燃整理剂SAP 主要成分是四羟甲基氯化磷(THPC)与酰胺的低分子质量预缩体。织物浸轧过阻燃剂SAP 后,THPC 与酰胺预缩体渗入到纤维的非晶区和间隙中。在氨熏时,NH3与预缩体中的羟甲基交联,在纤维内部形成阻燃聚合体,经氧化后稳定。此阻燃工艺整理的织物手感柔软、强力损失小,基本保持了织物的舒适性和耐用性[2-3]。阻燃原理为含磷化合物使纤维素纤维在热解过程中产生脱水反应。含磷阻燃剂在纤维热解温度范围内,首先分解成不易挥发的磷酸或多磷酸酐,并与纤维素的羟基(—OH)发生脱水反应,从而使纤维炭化。
德国托尔化学阻燃整理剂SAP 50 g/L。浸轧过阻燃剂SAP的织物在氨熏过程中,由于在纤维素的内部形成了二氯化磷/氮的高度交联聚合物,产生P—N 协同效应。P—N 键的极性高于P—O 键,使磷化合物与—OH的反应性加强。利用这一原理及工艺做涤棉纱卡整理。PT/T65/C35 与ZR/T65/C35 成品技术性能指标和测试值如表4所示。
 
采用的技术标准:GB 18401—2010《国家纺织产品基本安全技术规范》、GB/T 411—2017 和GB/T 5326—2009。由表4 和图1 可知,普通涤纶棉混纺的阻燃效果达不到检测要求;阻燃涤纶纤维只熔融不燃烧,经35~50次水洗涤,其阻燃性不变。
 
2 结论
(1)普通涤纶棉混纺的阻燃效果达不到指标要求,原因主要是阻燃整理剂对棉织物起阻燃作用,对涤纶不起作用,设计织物中涤纶纤维质量分数为65%,经阻燃整理后,指标不合格。
(2)阻燃涤纶纤维含有碳、氢、氧和少量磷元素,在燃烧时不产生窒息性有毒气体,但是限氧指数LOI为26~34,只熔融不燃烧,虽经35~50 次水洗涤,其阻燃性不变。在火焰燃烧中能降低织物可燃性,减缓火焰蔓延的速度,不形成大面积燃烧,离开火焰后,能自熄而不再燃烧,达到阻燃的目的。
(3)2种产品染色对比,因阻燃涤纶纤维的结构较疏松,断裂强力略低,染料分子易进入,故上染速度比普通涤纶快,染色指标无变化。
(4)通过设计相同规格产品,即阻燃涤纶加棉进行阻燃整理,产品质量达到阻燃指标要求,成功开发了一种阻燃织物。

 

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