多功能汽車座椅面料泡沫整理工藝研究

唐煥林+朱清峰+李瀚宇

摘要：本文通過對汽車座椅面料進行泡沫單面異性整理，開發出一種集防污、易去污、阻燃功能于一體的汽車座椅面料，并研究了泡沫單面整理工藝中帶液率、助劑用量等對最終產品性能的影響。試驗結果表明，與傳統浸軋整理相比，泡沫整理既可節省助劑，又可節約能源。

關鍵詞：防污；易去污；阻燃；泡沫整理

中圖分類號：TS195.5 文獻標志碼：A

Research on Foam Finishing of Multi-functional Automobile Seat Cover Fabric

Abstract： A multi-functional automobile seat cover fabric was developed， through different foam finishing on the signal side of the fabric. The influence of liquor pick-up and dosage of finishing agents was also researched. The result showed foam finishing had the benefit of saving agents and energy.

Key words： anti-soil； soil releasing； flame retardance； foam finishing

泡沫整理是把工作液加工成泡沫再施加到織物上，它不需要浸軋法加工時的軋槽，加工完成以后剩余的也僅僅是少量的泡沫，而且這些泡沫的化學品組成與原來的配方完全相同，若有必要，則完全可以回用。因此，泡沫法可減少甚至杜絕污水的排放。與傳統的浸軋整理法相比，泡沫整理法帶液量低、易烘干，織物能以很高的速度通過烘箱，這即節約了能源，又提高了生產效率。

泡沫整理還可實現單面加工，這為產品開發創造了非常好的條件。如在家用紡織品中開發一面防紫外線、一面防污的面料，在服裝面料中開發一面防水、一面親水的運動服裝、T恤衫和高檔襯衫面料等。由于以上優點，泡沫整理法在歐美得到了廣泛應用，如應用于無紡布和地毯行業的浸膠、涂背膠、染色加工，以及汽車用紡織品的各種功能整理。

本文利用泡沫整理法，對汽車座椅面料進行單面異性多功能整理，開發出了一種具有防污、易去污和阻燃效果的多功能汽車座椅面料。與傳統的浸軋法相比，泡沫法不僅降低了助劑的使用量，而且避免了大量化學品與人體的直接接觸，有利于工人的職業健康。

1 實驗部分

1.1 材料與試劑

純滌綸汽車座椅面料，市售；防污易去污整理劑、滌綸耐久阻燃劑、發泡劑A和泡沫穩定劑B均由北京中紡化工股份有限公司提供。

1.2 儀器

Autofoam發泡機，Datacolor公司；均勻軋車，Mathis公司；DK-5E型焙烘機，Kuster公司。

1.3 泡沫整理工藝流程

配置工作液→泡沫整理→烘干→焙烘（190 ℃，40 s）。

1.4 測試方法

（1）帶液率按下式計算：

（2）發泡比定義為一定體積工作液經發泡后，泡沫體積與原工作液體積比，按下式計算：

（3）防水性能按照AATCC 193-2007《抗濕潤性：防水/乙醇溶液》測定。

（4）防油性能按照AATCC 118-2007《排油：耐烴試驗》測定。

（5）易去污性能按照AATCC 130-2000《易去污測試》測定。

（6）阻燃性能測試按照GB 8410 — 2006《汽車內飾材料的燃燒特性》測定。

2 結果與討論

2.1 防污易去污整理

防污易去污整理后，織物的防污和易去污性能主要體現在織物的表面，相對于浸軋法中織物完全浸透，泡沫法能大大降低防污易去污整理劑的用量。為避免正面防污易去污單面整理和反面阻燃整理之間產生相互影響，必須嚴格控制防污易去污整理劑的滲透距離，防止其滲透到反面。

（1）帶液率對反面潤濕性的影響

泡沫整理過程中，帶液率可通過Autofoam泡沫染整加工系統中的刮棒和發泡比進行調節。刮棒螺紋密度越高，容納的泡沫量越小，織物的帶液率就越低。發泡比越大，泡沫密度就越小。由此可知，刮棒相同，發泡比越大，則施加于織物上的工作液的量就越少，帶液率就越低。由于是進行單面整理，帶液率越低越好，一般控制在15% ～ 25%，因此選用螺紋密度最高的刮棒，通過調節發泡比，控制最終的帶液率。帶液率對反面潤濕性的影響如表 1 所示。

由表 1 可知，當帶液率為28.9%時，部分工作液已滲透到反面，使得反面部分區域具有防水性，這將不利用下一步反面的阻燃整理。為保證正面具有較好的防污易去污性能，同時反面具有較好的潤濕性，將帶液率控制在23% ～25%。

（2）防污易去污整理劑用量的確定

控制帶液率在25%左右，在保證工作液不會滲透到背面的前提下，考察防污易去污整理劑用量對正面防污易去污性能和反面潤濕性的影響，結果如表 2 所示。

由表 2 可知，當防污易去污整理劑用量達到130 g/L后，正面防水和防油性能都已達到 7 級（最高 8 級），易去污性能達到 4 ～ 5 級（最高 5 級），完全可以滿足服用要求，同時反面潤濕性良好。綜合考慮服用性能和成本，確定防污易去污整理劑用量為130 g/L。

2.2 阻燃整理

（1）阻燃整理時帶液率對正面防水效果的影響

由于所用阻燃劑分子中含有親水基團，當其附著于經防水整理織物的表面時，將顯著降低織物的防水性。因此，在進行反面阻燃整理時，也要控制帶液率，防止阻燃劑滲透到正面，影響防水性能。對織物反面進行阻燃整理時，帶液率對正面防水性能的影響如表 3 所示。

雖然織物正面已進行了防水整理，但由于該織物為三明治網眼布，正面網眼較大，結合表 3 可知，當帶液率達到55%時，阻燃劑工作液已滲透到正面，影響到正面的防水效果。另外，由于所用阻燃劑酸性很強，需用大量NaOH將工作液的pH值調節到 6 ～ 7。如果一味降低帶液率，為保證阻燃效果，必須增大阻燃劑用量，也就需要用更大量的NaOH調節pH值，勢必導致工作液離子強度過多，影響工作液的發泡性能。因此，在保證工作液不滲透到正面的前提下，應盡量增大帶液率，最終確定阻燃單面整理時的帶液率為45%左右。

（2）阻燃劑用量的確定（表 4）

由表 4 可知，當阻燃劑用量為140 g/L時，織物的燃燒速率87 mm/min，已達到燃燒速率小于100 mm/min要求，但是考慮到后續該汽車座椅面料還要與海綿復合，因此將阻燃性能提高到A-0級，既不燃燒，此時阻燃劑用量為160 g/L。同時，由于帶液低，阻燃工作液未滲透到正面，因此正面防水性未受到影響。

2.3 整理工藝的優化

以上單面異性整理過程為，正面防污易去污泡沫整理→烘干→焙烘→反面阻燃泡沫整理→烘干→焙烘。為節約能源，提高生產效率，嘗試取消正面泡沫整理后的焙烘工序。由于防污易去污整理劑未經焙烘，防水性相對較差，因此為防止反面阻燃整理時工作液滲透到正面，將阻燃泡沫整理的帶液率降低到40%，阻燃劑用量提高到180 g/L。最終確定該多功能汽車座椅面料的泡沫整理工藝為：正面防污易去污整理（整理劑用量130 g/L，帶液率25%）→烘干→反面阻燃整理（整理劑用量180 g/L，帶液率40%）→烘干→焙烘（190 ℃，40 s）。經該工藝整理后的汽車座椅面料，防水和防油性能均可達到 7 級，易去污性能 4 ～ 5 級，阻燃性能A-0級。

2.4 與傳統浸軋法的對比（表 5）

由表 5 可知，采用泡沫法，防污易去污整理劑用量節約27.7%，阻燃劑用量節約20%。此外，由于帶液率顯著降低，因此降低了烘干時的能耗。

3 結論

通過泡沫整理法，對汽車座椅面料進行正面防污易去污整理，反面進行阻燃整理，開發出一種防水性能 7 級，防油性能 7 級，易去污性能 4 ～ 5 級，阻燃性能A-0級的多功能汽車座椅面料。與傳統浸軋法相比，泡沫法通過對帶液率的控制，可避免正面防污易去污整理和反面阻燃整理之間產生相互影響，新方法可節約27.7%的防污易去污整理劑，20%的阻燃劑，具有節能降耗的優點。

參考文獻

[1] 董振禮.Autofoam泡沫系統與針織物染整[J].針織工業，2009（5）：42-44.

雖然織物正面已進行了防水整理，但由于該織物為三明治網眼布，正面網眼較大，結合表 3 可知，當帶液率達到55%時，阻燃劑工作液已滲透到正面，影響到正面的防水效果。另外，由于所用阻燃劑酸性很強，需用大量NaOH將工作液的pH值調節到 6 ～ 7。如果一味降低帶液率，為保證阻燃效果，必須增大阻燃劑用量，也就需要用更大量的NaOH調節pH值，勢必導致工作液離子強度過多，影響工作液的發泡性能。因此，在保證工作液不滲透到正面的前提下，應盡量增大帶液率，最終確定阻燃單面整理時的帶液率為45%左右。

（2）阻燃劑用量的確定（表 4）

由表 4 可知，當阻燃劑用量為140 g/L時，織物的燃燒速率87 mm/min，已達到燃燒速率小于100 mm/min要求，但是考慮到后續該汽車座椅面料還要與海綿復合，因此將阻燃性能提高到A-0級，既不燃燒，此時阻燃劑用量為160 g/L。同時，由于帶液低，阻燃工作液未滲透到正面，因此正面防水性未受到影響。

2.3 整理工藝的優化

以上單面異性整理過程為，正面防污易去污泡沫整理→烘干→焙烘→反面阻燃泡沫整理→烘干→焙烘。為節約能源，提高生產效率，嘗試取消正面泡沫整理后的焙烘工序。由于防污易去污整理劑未經焙烘，防水性相對較差，因此為防止反面阻燃整理時工作液滲透到正面，將阻燃泡沫整理的帶液率降低到40%，阻燃劑用量提高到180 g/L。最終確定該多功能汽車座椅面料的泡沫整理工藝為：正面防污易去污整理（整理劑用量130 g/L，帶液率25%）→烘干→反面阻燃整理（整理劑用量180 g/L，帶液率40%）→烘干→焙烘（190 ℃，40 s）。經該工藝整理后的汽車座椅面料，防水和防油性能均可達到 7 級，易去污性能 4 ～ 5 級，阻燃性能A-0級。

2.4 與傳統浸軋法的對比（表 5）

由表 5 可知，采用泡沫法，防污易去污整理劑用量節約27.7%，阻燃劑用量節約20%。此外，由于帶液率顯著降低，因此降低了烘干時的能耗。

3 結論

通過泡沫整理法，對汽車座椅面料進行正面防污易去污整理，反面進行阻燃整理，開發出一種防水性能 7 級，防油性能 7 級，易去污性能 4 ～ 5 級，阻燃性能A-0級的多功能汽車座椅面料。與傳統浸軋法相比，泡沫法通過對帶液率的控制，可避免正面防污易去污整理和反面阻燃整理之間產生相互影響，新方法可節約27.7%的防污易去污整理劑，20%的阻燃劑，具有節能降耗的優點。

參考文獻

[1] 董振禮.Autofoam泡沫系統與針織物染整[J].針織工業，2009（5）：42-44.

雖然織物正面已進行了防水整理，但由于該織物為三明治網眼布，正面網眼較大，結合表 3 可知，當帶液率達到55%時，阻燃劑工作液已滲透到正面，影響到正面的防水效果。另外，由于所用阻燃劑酸性很強，需用大量NaOH將工作液的pH值調節到 6 ～ 7。如果一味降低帶液率，為保證阻燃效果，必須增大阻燃劑用量，也就需要用更大量的NaOH調節pH值，勢必導致工作液離子強度過多，影響工作液的發泡性能。因此，在保證工作液不滲透到正面的前提下，應盡量增大帶液率，最終確定阻燃單面整理時的帶液率為45%左右。

（2）阻燃劑用量的確定（表 4）

由表 4 可知，當阻燃劑用量為140 g/L時，織物的燃燒速率87 mm/min，已達到燃燒速率小于100 mm/min要求，但是考慮到后續該汽車座椅面料還要與海綿復合，因此將阻燃性能提高到A-0級，既不燃燒，此時阻燃劑用量為160 g/L。同時，由于帶液低，阻燃工作液未滲透到正面，因此正面防水性未受到影響。

2.3 整理工藝的優化

以上單面異性整理過程為，正面防污易去污泡沫整理→烘干→焙烘→反面阻燃泡沫整理→烘干→焙烘。為節約能源，提高生產效率，嘗試取消正面泡沫整理后的焙烘工序。由于防污易去污整理劑未經焙烘，防水性相對較差，因此為防止反面阻燃整理時工作液滲透到正面，將阻燃泡沫整理的帶液率降低到40%，阻燃劑用量提高到180 g/L。最終確定該多功能汽車座椅面料的泡沫整理工藝為：正面防污易去污整理（整理劑用量130 g/L，帶液率25%）→烘干→反面阻燃整理（整理劑用量180 g/L，帶液率40%）→烘干→焙烘（190 ℃，40 s）。經該工藝整理后的汽車座椅面料，防水和防油性能均可達到 7 級，易去污性能 4 ～ 5 級，阻燃性能A-0級。

2.4 與傳統浸軋法的對比（表 5）

由表 5 可知，采用泡沫法，防污易去污整理劑用量節約27.7%，阻燃劑用量節約20%。此外，由于帶液率顯著降低，因此降低了烘干時的能耗。

3 結論

通過泡沫整理法，對汽車座椅面料進行正面防污易去污整理，反面進行阻燃整理，開發出一種防水性能 7 級，防油性能 7 級，易去污性能 4 ～ 5 級，阻燃性能A-0級的多功能汽車座椅面料。與傳統浸軋法相比，泡沫法通過對帶液率的控制，可避免正面防污易去污整理和反面阻燃整理之間產生相互影響，新方法可節約27.7%的防污易去污整理劑，20%的阻燃劑，具有節能降耗的優點。

參考文獻

[1] 董振禮.Autofoam泡沫系統與針織物染整[J].針織工業，2009（5）：42-44.