汽車用層壓面料的阻燃處理工藝研究

崔威威　郭嫣　宋敏芳

摘要：以ATP為阻燃劑，探討其對層壓汽車座套面料的阻燃處理工藝。采用正交實驗得到最優工藝為：焙烘溫度190 ℃、阻燃劑質量濃度250 g/L、軋余率80%、焙烘時間5 min。水洗摩擦都會使阻燃劑處理織物的阻燃效果降低，但經過30次的水洗和10次摩擦后面料的阻燃效果仍能達到裝飾用織物B2級標準要求。

關鍵詞：層壓面料；汽車用面料；阻燃整理

中圖分類號：TS195.5

文獻標志碼：A

文章編號：1009-265X（2017）05-0057-05

Abstract：This paper uses orthogonal experiment to get the ATP flame retardants for laminated car seat cover fabric flame retardant treatment of optimal technology， the optimal process as follow： the curing temperature 190 ℃， the concentration of flame retardant is 250 g/L， rolling rate is 80%， the curing time 5 min. Washing friction can make flame retardant processing fabric flame retardant effect is reduced， after 30 times water washing and 10 times friction fabric flame retardant effect can still meet the requirements of decorative fabric B2 level.

Key words：laminated fabrics； automotive fabric； flame retardant finishing

隨著汽車工業的日益發展，世界汽車用面料的發展也突飛猛進[1]。汽車用紡織品屬于技術紡織品，其技術含量主要體現在：高性能的原料、復雜的生產工藝、較多的后整理。層壓織物就是把一層或者多層織物（或者非織造布）黏結或織物與高聚物薄膜以及其他軟撥片材料黏結在一起，形成兼有多種功能的復合物，層壓織物應用于汽車中，能夠顯著的改善傳統汽車座套的質量和性能[2]。國內火災人員傷亡不斷，并且每年以遞增的趨勢增長[3]。人們對生活健康的品質要求越來越高，出行安全已經是必備課題，汽車用紡織品阻燃處理已經越來越被人們重視，因此本文研究的車用層壓紡織品阻燃處理技術具有重要意義。

1實驗部分

1.1原料選擇

實驗選擇的三層層壓車用面料分別是：表層亞麻機織物、中間層經編間隔織物、里層滌綸針織物。復合層壓面料各層織物基礎參數見表1。

對滌綸、亞麻復合層壓面料進行阻燃整理，實驗選用滌綸耐久阻燃整理劑（參數見表2）對復合織物進行阻燃處理，并測試分析其對阻燃性能的影響。

1.2阻燃處理

實驗采用軋烘焙法，該方法是最常用的一種整理方法，主要包括前處理、浸軋、預烘、焙烘和后處理。浸軋液在這個過程中起著重要作用，其一般由阻燃劑配制而成，并添加多種提高阻燃效果的助劑。

1.2.1前處理

滌綸在阻燃整理前最好做堿減量處理，以改變滌綸纖維吸水性差，帶液低的缺點，有效去除織物表面的雜質，防止其他助劑存在，提高阻燃整理效果[4]。前處理工藝條件見表3。

NaOH質量濃度/（g·L-1）陰離子滲透劑質量濃度/（g·L-1）處理溫度/℃處理時間/min

20～300.2～0.595～10020～60

處理工藝流程：層壓面料→堿精練→充分水洗→烘干

1.2.2阻燃處理

工作液配置：先加入少量軟水，再加入所需的ATP，充分溶解。用5%～10% NaOH溶液調節溶液的pH值至6～6.5，加入80%水，再加入其他助劑后攪拌，并用水稀釋至規定刻度。配制好的工作液應盡快使用。

正交實驗設計：以A焙烘溫度（℃）、B阻燃劑質量濃度（g/L）、C軋余率（%）、D焙烘時間（min）作為因素，每個因素取3個水平，采用L9（34）正交表進行正交實驗。各因素及水平表如表4所示。

阻燃處理流程：二浸二軋→烘干（100 ℃×1-2 min）→焙烘→水洗→烘干。

1.3阻燃效果的耐久性測試

1.3.1阻燃效果的耐洗滌性測試方法

汽車座套的優勢就是可以方便拆下洗滌，耐洗滌性能自然成為汽車座套面料阻燃性能的一個重要考察因素。具體測試方法如下：取將普通洗衣粉配制成質量濃度2 g/L，浴比1∶30的溶液，水溫45 ℃，將織物放入其中洗滌3 min，洗滌完成后在60 ℃的溫度下烘干，此為1次，耐洗試驗需重復8次。

1.3.2阻燃效果的耐摩性測試方法

汽車座套作為覆蓋在座椅上的織物，必然要承受與駕乘者的摩擦。在經受一定次數的摩擦后的阻燃效果也是其阻燃性能的重要考慮因素。織物平磨儀（YG401C），100圈為1次，重復10次。

2結果與分析

2.1阻燃處理工藝分析

試驗采用LFY601織物燃燒性能測試儀按照國內標準GB/T 5455—2014《紡織品 燃燒性能試驗 垂直法》對經過阻燃處理的織物進行測試[5]。經ATP阻燃劑整理后的織物阻燃性能如表6所示，2號織物正反面阻燃效果如圖1、圖2。

由圖1、圖2和表6可以看出，層壓織物正面阻燃效果沒有反面阻燃效果好，因為ATP是滌綸阻燃耐久處理劑，對亞麻的阻燃處理效果沒有對滌綸的阻燃處理效果好。損毀長度等于反面碳長，這是因為滌綸燃燒會熔化形成黏液，冷卻凝聚在亞麻織物上使強度變大，故損毀長度等于滌綸織物碳長。

由于層壓面料正反面碳長不同，陰燃時間均較短差距較小可不予考慮，由損毀長度、續燃時間代表阻燃效果，由表6中的數據計算各因素在不同水平下的平均值k及極差R，結果如表7所示。

由圖3可以看出，焙烘溫度200 ℃時損毀長度最短，焙烘溫度升高續燃時間減少，190 ℃時續燃時間最短。當焙烘溫度從190 ℃升到200 ℃損毀長度下降了4.46 cm，而續燃時間只增加了5.74 s，且焙烘溫度對損毀長度的影響大于對續燃時間的影響，綜合考慮焙烘溫度應選擇190 ℃。

由圖4可知，隨著阻燃劑質量濃度上升損毀長度、續燃時間均減小，可以得到在阻燃劑質量濃度為250 g/L時阻燃效果最好。

圖5顯示，軋余率從70%到75%時阻燃效果變差，這是由于在增加軋余率的時候要減小壓輥壓力，壓力減小會減少阻燃劑進入纖維內部的量，致使阻燃效果變差。在軋余率由75%到80%時阻燃效果變好，軋余率的增加會增加阻燃劑殘留在織物的殘留量，使得織物阻燃效果變好。綜合分析選擇軋余率為80%最好。

根據圖6得到焙烘時間3 min時損毀長度最小，5 min時續燃時間最短，由于從3 min到5 min損毀長度變化不大，而續燃時間減少了近10 s，所以綜合考慮焙烘時間選擇5 min。

綜合分析得出影響層壓面料損毀長度的因素主次順序是：C>A>B>D，軋余率對損毀長度影響最大，受烘焙溫度的影響其次，阻燃劑用量和焙烘時間不屬于重要因素。影響續燃時間的因素主次順序是C>B>A>D，同樣是軋余率對續燃時間影響最大，阻燃劑用量其次，焙烘溫度與焙烘時間靠后。最終的到的ATP阻燃處理最優工藝為：焙烘溫度190 ℃、阻燃劑質量濃度250 g/L、軋余率80%、焙烘時間5 min。

2.2阻燃效果的耐洗滌性分析

采用最優工藝對層壓面料進行阻燃處理，再對其進行耐洗滌測試，如圖7所示。

從圖7可以看出，經過30次水洗層壓面料阻燃效果仍能達到裝飾用織物B2級（損毀長度≤20 cm），滿足汽車用紡織品阻燃要求。但隨著水洗次數的增加，層壓面料阻燃性能減弱，因為在經受水洗時由于面料之間摩擦及水流對面料的沖擊會造成織物表面附著的阻燃劑的脫落，因而會影響其阻燃性能。由圖7同時可以看出，經過一定次數水洗后織物阻燃效果的損失越來越小，這是由于附著在面料中不牢固的阻燃劑逐漸被沖洗掉，剩下的基本上都是牢固交聯在織物纖維中的阻燃劑，抗水洗能力較強。

2.3阻燃劑耐摩擦測試結果及分析

測試摩擦對經ATP阻燃劑整理后層壓座套織物的阻燃情況如圖8。

由圖8可知，摩擦會使ATP阻燃劑整理后的層壓座套面料阻燃性能減弱，因為摩擦作用會打斷阻燃劑與纖維之間的連接，導致阻燃劑脫離面料阻燃性能變差。但經過10次摩擦后織物燃燒損毀長度為19.5 cm，符合裝飾用織物B2級（損毀長度≤20 cm）要求，在座套使用壽命內可以滿足阻燃要求。

3結論

a）影響層壓面料損毀長度的因素主次順序是：軋余率對損毀長度影響最大，受烘焙溫度的影響其次，然后是阻燃劑用量，最后是焙烘時間。

b）影響續燃時間的因素中軋余率對續燃時間影響最大，阻燃劑用量其次，然后是焙烘溫度與焙烘時間。

c）根據正交實驗分析得出ATP阻燃處理最優工藝為：焙烘溫度190 ℃、阻燃劑質量濃度250 g/L、軋余率80%、焙烘時間5 min。

d）水洗、摩擦均會減弱層壓汽車座套的阻燃效果，但經過30次水洗或10次摩擦后仍可以滿足裝飾用織物B2級要求，在汽車座套壽命之內洗滌后阻燃性能仍可以滿足要求。

參考文獻：

[1] 趙雪，何瑾馨，展義臻.紡織品生態后整理技術[J].現代紡織技術，2009（1）：63-68.

[2] 李琳，鄧啟剛，陳朝暉.亞麻織物阻燃整理的研究現狀與發展趨勢[J].化工時刊，2011，25（12）：41-44.

[3] 崔威威，郭嫣，宋敏芳，等.滌/麻交織汽車座套面料的拒水拒油整理工藝研究[J].毛紡科技，2016，44（2）：52-55.

[4] 張敏，孫潤軍，王娜.阻燃窗簾織物的設計與研發[J].現代紡織技術，2012，20（1）：10-42.

[5] 全國紡織品標準化技術委員會.阻燃機織物GB17591—2006[S].北京：中國標準出版社，2006.

（責任編輯：張會巍）