阻燃抗紫外線全遮光窗簾面料設計與開發

張德成,倪中秀,郝昆玥

(安徽職業技術學院,安徽 合肥 230011)

窗簾面料除了家庭使用外,還經常使用在賓館、會議室、電影院、大型商場、超市等諸多場所,隨著人們消防、環保意識的增強,對窗簾織物的阻燃、防紫外線要求也越來越高,很多公共場所對窗簾的遮光率、防火等級指標有嚴格的要求。目前市場上窗簾大多數采用后整理來達到遮光、阻燃和防紫外線目的,但這種方法存在透氣性差、面料僵硬、涂層易脫落等問題。針對以上問題,通過原料選擇和織物組織工藝設計開發出一款新型功能性窗簾。

1 設計背景

市場上常見的窗簾面料以單層組織結構為主,雖然有些名稱叫全遮光窗簾,但在生產過程中,由于原料選擇和織造工藝設計,面料遮光效果欠佳。大部分消費者在選擇窗簾過程中,由于是非專業性購買,只會從遮光效果好壞、是否防紫外線表面判斷,沒有一個具體遮光率數值、有害成分考量,所以在購買過程主要從價格、款式、花紋、顏色等作為指標進行選擇。

2 阻燃織物的實現

阻燃面料是指當織物靠近明火或達到燃燒條件時能夠抑制或延遲火焰蔓延的面料,當火源移開后能快速自動熄滅,不會陰燃,并非是指不會被火燒著。目前阻燃織物主要有后整理阻燃和纖維阻燃2種方法。

2.1 后整理阻燃

經過后處理的阻燃面料,是在普通面料上通過化學吸附、化學鍵合、沉積及粘合作用,利用有阻燃功能的化學物質或阻燃涂層加工生產而成具有阻燃性能的復合面料。這種后整理工藝操作簡單、效率高,能滿足不同阻燃級別的要求,也是應用最廣的阻燃實現方法。后整理加工要求:阻燃劑滲透強、顆粒細,不改變面料強度、手感和光澤等物理化學性能,與其他助劑不發生反應。后整理阻燃方法成本低,但阻燃性能會逐漸降低,有些阻燃劑含有甲醛,在夏季,隨面料溫度升高,會釋放出游離的甲醛,對人體產生傷害。

2.2 前處理阻燃

阻燃面料前處理,是在紡織原料生產過程中,在纖維粒子中加入阻燃劑,生產出阻燃聚酯切片,再生產阻燃紗線,所以又稱為永久阻燃。這種阻燃纖維生產出的阻燃面料優點在于手感柔軟,不影響織物風格,使用周期長,屬于環保型產品。紡織原料市場常見的阻燃纖維主要有酚醛樹脂、阻燃滌綸、阻燃錦綸等。

3 遮光窗簾

遮光窗簾是通過對窗簾布織物組織結構設計或在傳統窗簾基礎上涂裝涂料,從而實現對光線的遮擋,實現遮光效果。一些場所不僅對遮光效果有明確要求,而且還要求自然環保、健康實用。

3.1 涂層遮光窗簾

涂層遮光窗簾是在涂層劑中加入氧化鈦、炭黑或顏料等,再將涂層劑均勻涂抹到窗簾面料表面,從而獲得遮光效果。常見遮光窗簾實現方法有泡沫涂層、轉移涂層。泡沫涂層是將涂層劑采用刮刀或圓網在窗簾面料的表面形成薄膜,由于薄膜中存在泡沫微孔從而起到阻斷遮光作用,還起到隔熱保溫的作用;轉移涂層是將涂層劑涂在離型紙上,再與織物壓合,最后將涂層劑轉移到窗簾織物上。遮光效果還與織物經緯密、組織結構和面料原料等有關。

3.2 織物遮光窗簾

織物遮光窗簾主要是通過設計特定雙層組織,再通過織造生產達到遮光效果,這種利用織機生產出的面料可避免涂層遮光的污染,以及助劑中可能含有的有害微量元素對環境的污染和人體的傷害。

3.2.1 單層織物結構

采用全消光PPT 原料,通過高密織造形成單層五枚緞織織物,這種窗簾布遮光效果一般,且窗簾花形單一。

3.2.2 多層織物結構

市場常見全遮光窗簾主要采用雙層或三層組織結構。當設計采用雙層結構時,通常表層使用消光PPT原料、中間層使用黑色PPT 原料,這種多層面料里外表面既可形成豐富的花型組織,又能形成緊密厚實的遮光織物,實現全遮光效果。

3.3 遮光效果影響因素

面料的遮光性能與面料經緯之間空隙直接相關,經緯密度增加,則空隙減小,可減少光線通過面料空隙的透光強度,從而獲得良好的遮光效果。同時,原料越粗,面料厚度增加,光線被吸收得越多,面料的遮光性能越好;面料的顏色越深,面料的透光亮度越低,遮光性能越好。

4 生產工藝

4.1 總體要求

經紗選取阻燃滌綸8.25 tex(75 D)/144 F 高“F”消光彈絲原料,緯紗采用33 tex(300 D)/288 F黑色抗紫外線滌綸彈絲,經緯都選用消光滌綸原料,最大程度吸收光線。整經、漿絲、并軸選用日本設備,織造采用先進的津田駒系列設備,通過對各道工序的工藝進行優化,確保了產品的質量。

4.2 織造上機生產工藝

經紗:全消光DTY 8.25 tex(75 D)/72 F 滌綸彈絲(蘇州纖絲紡特種纖維有限公司);

緯紗:全消光DTY 33 tex(300 D)/288 F 滌綸彈絲(蘇州纖絲紡特種纖維有限公司)。

上機規格:筘號18#×7入×門幅170 cm。

經密1 260根/(10 cm),緯密250根/(10 cm),總經根數21 420根。

4.3 生產流程

根據原料纖維特性選擇工藝生產路線:

原料采購→分批整經→漿紗→并軸→分絞→穿綜扒筘→織造→檢驗→整理→遮光率檢測。

4.3.1 整經工藝

整經工藝分為分條整經和分批整經。遮光窗簾所用原料為滌綸長絲,所以選擇分批整經工藝路線。這種工藝路線的優點是生產效率高、張力均勻,它將窗簾面料總經根數根據筒子架容量平均分成幾批加工,要求各批經紗互相平行、張力相同,再按統一經軸規格門幅平行卷繞在整經軸上,然后把這幾個整經軸經過漿紗機上漿,并紗機上合并,卷繞成按工藝規定長度和門幅的織軸。分批整經適合于單色織物,生產效率高,整經質量好,適合于大批量生產。在分批整經生產過程中,做到經紗張力統一,避免斷經、緊絲、松絲出現,卷繞密度符合工藝要求,整經參數見表1。

表1 分批整經工藝參數

4.3.2 漿紗工藝

漿紗工序被視作紡織面料織造生產中最關鍵的一道工序。素有“漿紗一分鐘,后道一個班”說法。由于在織造生產過程中,經紗機械運動反復拉伸和磨損,通過分析可知經紗從織軸到綜絲織口大約要經歷3 000～5 000次負荷作用。沒有經過上漿的經紗毛羽突出,纖維之間抱合力不足,紗線容易起毛,產生斷頭,從而導致開口不清,形成織疵。所以漿紗機對經紗上漿的目的正是賦予紗線抵御外部機械力作用的能力,使得紗線斷裂強度提高,紗線毛羽貼伏、表面光滑,提高經紗的可織性,保證織造過程順利進行。

采用單浸單壓,漿料使用泰興D288滌綸漿料,使用熱風和烘筒聯合式烘燥方式,機臺配有紅外斷經自動檢測裝置。秋冬季生產,需要根據實際情況采取除靜電措施。漿紗工藝參數見表2。

表2 漿紗工藝參數

4.3.3 并軸

并軸是將幾個漿好的經軸,按工藝規定頭份平行并列卷繞到織軸上。在此過程中應盡量使每個漿軸退繞張力均勻,減少在并軸過程中的張力波動,并且在機器減速或制動時經軸不產生多余的慣性回轉,以免引起經紗松弛,扭結。

退解張力是為了在多個漿軸退繞過程中,保持紗層平整,防止紗線抱合,纏繞在一起,保證織軸卷繞達到合理的卷繞密度,從而使經紗在織機上形成清晰的梭口,并軸工藝參數見表3。

表3 并軸工藝參數

4.3.4 織造

選用津田駒(多臂)單噴噴水190寬幅織機生產,具體上機工藝:車速700 r/min,緯紗實噴100°,水量170°,水線到達角度220°,上首耳絲270°,下首耳 絲20°,上首剪刀15°,下首0°;平綜角度340°,儲緯器指棒開100°,指棒關220°,夾紗器開105°,關315°,拘束角240°。緯密牙搭配28×64,定碼:150 m。由于經紗密度高,所以在實際生產過程中,增加綜框片數,以減少經紗與綜絲間摩擦。織物組織圖如圖1所示。

圖1 織物組織圖

穿綜法(后作一):

起綜法(前作一):

5 結束語

通過對功能性遮光窗簾影響因素的分析,在此基礎上通過選擇阻燃蜂窩抗紫外線滌綸纖維,經過雙層織物組織設計,并確定上機工藝參數,研發出阻燃抗紫外線復合功能窗簾面料。