舒適性阻燃服用面料的研究

王玉玨，張三星，賀　榮，何瓊多，張紅霞

(1.浙江理工大學(xué) 紡織纖維材料與加工技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室，杭州 310018； 2.海寧市天一紡織有限公司，浙江 海寧 314409)

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舒適性阻燃服用面料的研究

王玉玨1，張三星2，賀榮1，何瓊多1，張紅霞1

(1.浙江理工大學(xué) 紡織纖維材料與加工技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室，杭州 310018； 2.海寧市天一紡織有限公司，浙江 海寧 314409)

摘要:以阻燃滌綸長(zhǎng)絲作經(jīng)紗、阻燃腈綸纖維和普通黏膠纖維紡制成紗線作緯紗，以不同的投梭比例織造出14種織物，利用織物組織結(jié)構(gòu)相同的9種織物分析阻燃腈綸的不同含量對(duì)織物阻燃效果的影響；將兩種緯紗交織比例相同的5種織物，通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析了不同的織物組織結(jié)構(gòu)與織物阻燃性之間的關(guān)系。探討加入了黏膠纖維的服用阻燃織物達(dá)到阻燃性所需要的阻燃纖維最低含量。結(jié)果表明，極限氧指數(shù)LOI在30%～33%的阻燃纖維與纖維素纖維的交織織物中，阻燃腈綸與黏膠的投梭比例大于2：1時(shí)，織物達(dá)到較好的阻燃效果；織物的組織結(jié)構(gòu)對(duì)織物的阻燃效果影響不大。

關(guān)鍵詞:阻燃；混紡紗；交織織物；舒適性；功能性

近十年來(lái)火災(zāi)頻繁發(fā)生，給人們帶來(lái)了慘重的身體傷害和財(cái)產(chǎn)損失，這種情況不得不引起人們的高度重視，國(guó)家也采取了相應(yīng)政策完善了相應(yīng)的法律法規(guī)[1-2]。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)紡織品是引起火災(zāi)并使火勢(shì)蔓延的重要因素[3]，研發(fā)具備阻燃功能性的紡織品已成為紡織發(fā)展的趨勢(shì)之一。服用面料的舒適性是服裝具備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的主要因素，也是最基本的因素，其阻燃性將為服裝增加更可觀的附加值。腈綸素有合成羊毛之稱(chēng)[4-5]，具有柔軟、膨松、保暖性好等特性；黏膠吸濕易染，在最常用的十余種紡織纖維材料中，其含濕率最符合人體皮膚的生理要求[6]，穿著舒適；滌綸挺括不皺，耐用，強(qiáng)度高[7]。由阻燃滌綸絲作經(jīng)線，阻燃腈綸及黏膠纖維作緯線，可結(jié)合纖維自身的性能優(yōu)勢(shì)，達(dá)到阻燃功能性的同時(shí)提高織物舒適性。

1　實(shí)　驗(yàn)

1.1材料

纖維原料：臺(tái)麗郎阻燃腈綸纖維(極限氧指數(shù)LOI為30%～33%，臺(tái)灣臺(tái)塑公司)，阻燃滌綸長(zhǎng)絲(極限氧指數(shù)LOI為30%～34%，上海佳通超細(xì)纖維有限公司)，黏膠纖維(浙江富麗達(dá)股份有限公司)。

1.2儀器與方法

1.2.1織物試樣準(zhǔn)備

經(jīng)紗：阻燃滌綸長(zhǎng)絲，83.3 dtex 72根。

緯紗：阻燃腈綸147.6 dtex，捻向?yàn)閆，捻度95/10 cm；黏膠紗線147.6 dtex，捻向?yàn)閆，捻度85/10 cm；50阻燃腈綸/50黏膠混紡紗147.6 dtex，捻向?yàn)閆，捻度111/10 cm。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)了兩組織物規(guī)格：1#-9#為第一組，織物的組織結(jié)構(gòu)相同，均為五枚緞紋，設(shè)計(jì)了不同的兩種緯紗投梭比例來(lái)探討織物中阻燃纖維的含量與織物阻燃效果之間的關(guān)系。10#-14#為第二組，保持緯紗交織比例不變(經(jīng)紗采用阻燃滌綸長(zhǎng)絲，緯紗采用阻燃腈綸紗線與50/50的阻燃腈綸/黏膠混紡紗交織)，改變織物組織結(jié)構(gòu)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析織物組織結(jié)構(gòu)對(duì)織物阻燃效果的影響。織物規(guī)格如表1所示。

表1　織物規(guī)格設(shè)計(jì)

1.2.2儀器

垂直阻燃測(cè)試儀ATLAS-VFC(美國(guó)ATLAS公司)，YG461 E型透氣性測(cè)試儀(溫州方圓儀器有限公司)，YG601-Ⅰ/Ⅱ型電腦式織物透濕儀(寧波紡織儀器廠)，LLY-01B型電子硬挺度儀(萊州市電子儀器有限公司)。

1.2.3阻燃性測(cè)試

采用垂直阻燃測(cè)試儀ATLAS-VFC，參考GB/T 5455—1997《紡織品 燃燒性能試驗(yàn) 垂直法》[8]進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

1.2.4織物的舒適性測(cè)試

將達(dá)到阻燃標(biāo)準(zhǔn)的織物做進(jìn)一步的舒適性相關(guān)測(cè)試，探索使織物舒適性達(dá)到最佳的交織比例配置方案。

1.2.4.1織物的透氣性測(cè)試

參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5435—1997《紡織品 織物透氣性的測(cè)試》，采用YG461 E型透氣性測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試。織物的透氣性用透氣率表示，透氣率越大表示織物的透氣性越好。

1.2.4.2織物的透濕性測(cè)試

依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 12704.1—2009《織物透濕性試驗(yàn)方法》，采用YG601-Ⅰ/Ⅱ型電腦式織物透濕儀進(jìn)行測(cè)試。透濕率是反映織物透濕性能的指標(biāo)之一，其數(shù)值越大表明織物的透濕性越好。

1.2.4.3剛?cè)嵝詼y(cè)試

依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18318—2001《紡織品 織物彎曲長(zhǎng)度的測(cè)定》，采用LLY-01B型電子硬挺度儀進(jìn)行測(cè)試。以試樣的抗彎長(zhǎng)度表征織物的剛?cè)嵝裕箯濋L(zhǎng)度越小織物越柔軟。

2　結(jié)果與討論

2.1阻燃性測(cè)試

2.1.1第一組試樣(1#-9#)

試樣的組織結(jié)構(gòu)相同，交織比例依次是0：1、1：4、1：3、1：2、1：1、2：1、3：1、4：1、1：0(黏膠纖維總含量從100%到0逐漸降低)，結(jié)果如圖1和圖2所示。為方便觀察，圖2中損毀長(zhǎng)度以200 cm作為上限，大于該值均用200 cm表示。由于在實(shí)驗(yàn)中，所有試樣的陰燃時(shí)間均為零，故不予討論。

圖1　甲緯乙緯交織比例與續(xù)燃時(shí)間的關(guān)系Fig.1　Relationship between interweaving proportion of weft A and weft B and after flame time

圖2　甲緯乙緯交織比例與損毀長(zhǎng)度的關(guān)系Fig.2　Relationship between interweaving proportion of weft A and weft B and damaged length

1)當(dāng)阻燃腈綸與黏膠的交織比例在0：1～1：2(1#-4#試樣)，即緯紗中黏膠的含量在66.7%以上時(shí)，織物的續(xù)燃時(shí)間超過(guò)15 s，損毀長(zhǎng)度均在200 mm以上，完全不具備阻燃性；且經(jīng)紗的續(xù)燃時(shí)間小于緯紗的續(xù)燃時(shí)間。

2)從交織比例為1：1的5#試樣可以看出，當(dāng)緯紗中黏膠的含量為50%時(shí)，損毀長(zhǎng)度在200 mm以下，但經(jīng)向緯向的續(xù)燃時(shí)間均在15 s以上，沒(méi)有達(dá)到阻燃標(biāo)準(zhǔn)。

3)從6#-9#試樣可以看出，當(dāng)緯紗中腈綸的含量是黏膠的3倍以上時(shí)，織物達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5455—1997《紡織品 燃燒性能試驗(yàn) 垂直法》中的阻燃標(biāo)準(zhǔn)B1級(jí)[8]；試樣經(jīng)向的損毀長(zhǎng)度小于緯向的損毀長(zhǎng)度，表明經(jīng)向的阻燃效果比緯向的阻燃效果好(這與經(jīng)向是100%的阻燃滌綸長(zhǎng)絲有關(guān))。

2.1.2第二組試樣(10#-14#)

織物對(duì)損毀長(zhǎng)度及續(xù)燃時(shí)間的影響如圖3和圖4所示。

圖3　織物組織對(duì)損毀長(zhǎng)度的影響Fig.3　Influence of fabric weave on damaged length

圖4　織物組織對(duì)續(xù)燃時(shí)間的影響Fig.4　Influence of fabric weave on after flame time

1)10#-14#試樣中，緯紗中阻燃腈綸總含量為75%，黏膠總含量為25%，此時(shí)續(xù)燃時(shí)間為0，毀損長(zhǎng)度不超過(guò)150 mm，達(dá)到阻燃標(biāo)準(zhǔn)B1級(jí)。

2)經(jīng)向的毀損長(zhǎng)度小于緯向的損毀長(zhǎng)度。

3)織物緊密程度由大到小依次是平紋、斜紋、緞紋。理論上，織物越疏松，燃燒時(shí)與氧氣接觸的面積越大，織物燃燒越劇烈。觀察圖3中的試樣經(jīng)向損毀長(zhǎng)度發(fā)現(xiàn)，當(dāng)織物的組織結(jié)構(gòu)變化時(shí)，損毀長(zhǎng)度在120 mm上下波動(dòng)，沒(méi)有明顯規(guī)律性；觀察試樣緯向損毀長(zhǎng)度可知，緯向的損毀長(zhǎng)度也沒(méi)有隨織物組織密度的增大而增大，表明織物組織對(duì)阻燃效果的影響不大。

2.2織物的舒適性測(cè)試

多組試樣舒適性測(cè)試平均值如表2所示。表2可見(jiàn)，幾種織物的透氣率均在311.00 mm/s上下波動(dòng)，數(shù)值差異不大；這主要是由于織物緊度、組織結(jié)構(gòu)和紗的線密度相差甚微的緣故[8-9]。織物良好的透濕性有助于人體汗液的散發(fā)，消除悶熱感。在透濕性與剛?cè)嵝缘臏y(cè)試中，7#織物的透濕率最大，抗彎長(zhǎng)度最長(zhǎng)，表明7#織物的透濕性最好，且手感風(fēng)格柔軟，適合開(kāi)發(fā)貼身服用面料，達(dá)到了設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的預(yù)期要求。

表2　舒適性指標(biāo)測(cè)試結(jié)果

3　結(jié)　論

1)在本文所采用的材料中，當(dāng)緯紗中阻燃腈綸的含量接近50%時(shí)，織物有實(shí)現(xiàn)阻燃功能的趨勢(shì)，但未能到達(dá)阻燃B2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；當(dāng)其含量大于66.67%時(shí)，織物具備較好的阻燃性能，到達(dá)阻燃B1級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

2)當(dāng)織物中緯紗的交織比例相同時(shí)，織物的阻燃效果沒(méi)有因組織結(jié)構(gòu)的不同而發(fā)生明顯變化，說(shuō)明織物組織結(jié)構(gòu)對(duì)紡織品的阻燃性影響不大。

3)在達(dá)到阻燃標(biāo)準(zhǔn)的4種(6#-9#)織物中，7#(交織比例3：1)織物的阻燃性與舒適性俱佳，更適合貼身服用面料的產(chǎn)品研發(fā)。

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DOI:10.3969/j.issn.1001-7003.2016.01.002

收稿日期:2015-06-03; 修回日期:2015-12-20

基金項(xiàng)目:國(guó)家國(guó)際科技合作專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目(2011DFB51570)

作者簡(jiǎn)介:王玉玨(1990—)，女，碩士研究生，研究方向?yàn)榧徔椘吩O(shè)計(jì)、紡織品性能分析。通信作者：張紅霞，教授級(jí)高工，hongxiazhang8@126.com。

中圖分類(lèi)號(hào):TS157

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號(hào):1001-7003(2016)01-0007-04引用頁(yè)碼:011102

Research on comfortable flame-resistant wearing fabrics

WANG Yujue1,ZHANG Sanxing2,HE Rong1,HE Qiongduo1,ZHANG Hongxia1

(1.National Engineering Lab for Textile Fiber Materials and Processing Technology,Zhejiang Sci-Tech University,Hangzhou 310018,China; 2.Haining Tianyi Textile Co.,Ltd.,Haining 314409,China)

Abstract:This study weaves 14 fabrics with different proportions of picking shuttle with flame-resistant polyester filament yarn as warp and yarn spun with flame-resistant acrylic fiber and common viscose fiber as weft,analyzes different contents of flame-resistant acrylic fibers on flame retardant effect of fabrics based on four fabrics with identical weave structure,analyzes the relationship between different weave structures and flame retardance of fabrics through experiment on five fabrics with identical interweaving ratio of weft and warp and discusses the minimum content of flame-resistant fiber required for reaching flame retardance of wearing flame-resistant fabrics with viscose fiber added.The result shows that when the proportion of picking shuttle of flame-resistant acrylic fibers to viscose is more than 2：1 in fabrics with interweaving of flame-resistant fiber and cellulose fiber of limit oxygen index (LOI=30%～33%),fabrics have a good flame-retardant effect; weave of fabrics does not have great influence on flame-retardant effect.

Key words:flame retardance; blended yarn; interweave fabric; comfortability; functionality