弹力灯芯绒永久性阻燃创新面料的生产实践
胡希志，文 丽
（河北宁纺集团印染分公司 河北宁晋 055550）
摘 要：本次实践选用的面料含弹力纤维材料、芳纶纤维、棉纤维三种原料，织造采用的是灯芯绒织法，所采用的阻燃工艺主要成分是四羟甲基硫酸磷（THPS）与酰胺的低分子初缩体、表面活性剂和高浓度聚乙烯，醋酸钠的阻燃整理液，使其具有永久的阻燃性能，且阻燃性能并不随着洗涤次数的增多而降低，同时这种阻燃整理并不改变织物纤维的原有特性，增加织物超级柔软整理工艺，织物手感柔软，相比其他的阻燃产品穿着的舒适度更舒服、强力损失小，基本上保持了织物的舒适性和耐用性，保留了灯芯绒的风格，具有遇火碳化，离火自熄，有效防止火焰蔓延的特点，由其制成的服装或是防护服可以避免火焰对人体的造成伤害，在生产、生活中起到很好的保护作用，未来的市场非常看好。
关键词：永久阻燃；灯芯绒；织造工艺；整理液；轧余率；含潮率；碳长
前 言
永久性阻燃灯芯绒面料属于纺织服装技术领域，由于工业性质决定了很多行业的服装面料需要具备特殊的性能，例如国内外石油、化工、天然气、消防、军警、航空等各类行业均需要具备防火阻燃性能的服装面料。但是，目前的阻燃面料采用的制作技术一大部分起源于英国奥威公司，他们采用的原材料为四羟甲基氯化磷（THPC），但是THPC中有卤素，存在非环保因素，并且阻燃效果不是很稳定，阻燃性能会随着洗涤次数的增多而降低。
本次研发的弹力灯芯绒面料在原有的技术上，原材料上进行技术创新，此面料更环保，连续生产进行了创新，效率更高，此面料既耐洗、阻燃效果好，又不影响灯芯绒的风格，穿着安全舒适。
一、工艺设计及阻燃机理
1．纺纱及织造工艺设计
1.1 规格的确定
经纱用48.5tex纯棉纱，纬纱用36.4tex纯棉纱、36.4tex/70D棉芳纶包芯纱3种纱，其中，36.4tex棉纱做绒纬，36.4tex/70D棉芳纶包芯纱做地纬。织物密度：200根/（10cm）×528根/（10cm），纬弹14条；成品门幅：145cm。
1.2 织物组织
灯芯绒由地组织和绒组织两部分组成，经纱与绒纬组成绒组织，与地纬组成地组织；地组织为平纹组织，绒毛固结方式为W固结，绒纬与地纬排列比为3︰1；上机图如图1所示。
如图1所示，Rj=10跟，Rw=8根；一个组织循环中10根经纱，2根绒条；纬纱1、5为地纬，纬纱2、3、4、6、7、8为绒纬。
1.3 主要工艺参数
总经根数3780根，其中边纱48根，筘号92.5筘齿数/10cm，穿筘：地组织2入，由于灯芯绒是高纬密织物，纬向织缩率较大织造时易断边，故采用边组织3入/筘，增加布边坚牢度，减少断边。
上机幅宽： 
穿综：地组织采用照图穿法 12 32 14 56 54；边组织：111 444*4次（每边8筘）。
2．染整工艺流程
2.1 生产流程
翻布→缝头→烧毛→煮漂→丝光→染色→阻燃→柔然→预缩→机械超柔。
2.2 阻燃流程
染色→浸轧阻燃剂→预烘烘干→氨熏→氧化→过碱→水洗→烘干→测试指标。
3．阻燃整理关键步骤
3.1 步骤
3.1.1 浸轧阻燃整理液
将专用的布料浸轧阻燃整理液，轧余率70～85%；所述阻燃整理液包含400～600g/L四羟基硫酸磷与酰胺初缩体、4～6g//L表面活性剂和10～20g//L高浓聚乙烯，10g//L醋酸钠。
3.1.2 烘干
将浸轧阻燃整理液后的布料在80～90℃的烘箱中预烘干5～10min。
3.1.3 氨熏
将预烘干后的布料在氨熏箱中进行氨熏处理，氨气流量500～600L/min。
3.1.4 氧化
将氨熏后的面料在浸轧浓度为30～35g/L的氧化液，轧余率70～85%；浸轧氧化液的速度30～40M/min，浸轧后放置2～2.5min，然后在水中清洗。
3.1.5 烘干
将水洗后的布料于100～110℃的烘干机中烘干10～20min。
3.1.6 超级柔软
将烘干后的面料放进专用的设备对纤维进行物理柔软。
3.2 工艺及助剂说明
3.2.1 所述酰胺为尿素
3.2.2 所述的表面活性剂脂肪醇聚乙烯醚
3.2.3 氨熏氧化后水洗温度70～75℃，水洗时间为5～6min。
3.2.4 氨熏后中的氧化液为双氧水溶液
3.2.5 还包括预缩的步骤和空气洗步骤
3.2.6 所述四羟甲基硫酸磷与酰胺的低分子初缩体为主含量70～72%，含铁小于0.1%，粘度40～50，含磷量大于10%，微黄麦秆色液体。
4．此品种的设计思路和阻燃机理
4.1 此品种织造上设计，采用了92%的高强力的长绒棉纤维，纬纱棉纤维包覆2%的氨纶弹力纤维，混纺6%的芳纶纤维，增加了布料的强力和舒适性阻燃效果。
4.2 此品种的环保阻燃机理及手感改善方案，采用了THPS-U后，使产品更加环保、更加安全，无毒无味，取代了THPC中的卤素的危害。弹力灯芯绒织物浸轧阻燃剂后，THPS与酰胺形成的初缩体渗入棉纤维的非结晶区和间隙中，随后在氨熏是NH3与初缩体中羟甲基交联，在纤维内部形成阻燃聚合体后，经氧化以稳定。
本发明采用了独特的交联方式，根据氨气的特点，独立设计了氨熏箱，增加了氨气的容量，以及织物的前后边中的稳定性，又提高了生产效率，填补了灯芯绒和氨纶丝不能做阻燃的空白，这样的阻燃整理形成永久性交联，使其有耐久性阻燃性，且阻燃性能不随着洗涤次数的增多而降低。
同时这种阻燃整理不改变纤维的原有特性，从而保持了织物的原有性能，具有遇火碳化、离火自熄、有效防止火焰蔓延的特点，由其制成的防护服可以避免火焰对人体造成的伤害，对人体提供有效的安全防护。
4.3 此产品的设计成本和实际应用相互照应，阻燃整理液包括400～450克/升、4～6克/升表面活性剂和10～20克/升的高浓聚乙烯，聚乙烯在整个阻燃体系中相容，并可以增加纱线之间的滑移程度，使得布料柔滑，提高织物的撕裂强度，从而满足服装的强力要求，表面活性剂具有很强的耐酸性，协助阻燃剂渗透到纱线中间，使织物均匀带有高量的阻燃成分，从而提高了阻燃整理液的性能。经过大量的试验和反符研究，得到了最佳的整理液组分比例。
4.4 本发明提供的阻燃布料柔软，强力损失小，基本保持了织物的舒适性，适合做防护服、装饰等用品。
二、具体实施方法
1.1 实施列1
1.1.1 浸轧阻燃整理液
将专用的弹力灯芯绒面料浸轧包含400克/升THPS-U、6克/升脂肪醇聚氧乙烯醚和30克/升高浓聚乙烯30克/升醋酸钠阻燃整理液，轧余率70～85%。
1.1.2 烘干
将步骤（1）浸轧阻燃整理液后的布料在80～90℃的烘箱中预烘干5～10min。
1.1.3 氨熏
将步骤（2）预烘干后的布料在氨熏箱中进行氨熏处理，氨气流量500L/min。
1.1.4 氧化
将步骤（3）氨熏后的面料在浸轧浓度为30～35g//L的氧化液，轧余率70～85%；浸轧氧化液的速度30～40M/min，浸轧后放置2～2.5min，然后在水中清洗。
1.1.5 烘干
将步骤（4）水洗后的布料于100～110℃的烘干机中烘干30～40s。
1.1.6 预缩——机械超柔
1.2 实施列2
1.2.1 浸轧阻燃整理液
将专用的弹力灯芯绒面料浸轧包含450克/升THPS-U、5克/升脂肪醇聚氧乙烯醚和15克/升高浓聚乙烯20克/升醋酸钠阻燃整理液，轧余率85%。
1.2.2 烘干
将步骤（1）浸轧阻燃整理液后的布料在80～90℃的烘箱中预烘干15min。
1.2.3 氨熏
将步骤（2）预烘干后的布料在氨熏箱中进行氨熏处理，氨气流量600L/min。
1.2.4 氧化
将步骤（3）氨熏后的面料在浸轧浓度为30～35g//L的氧化液，轧余率85%；浸轧氧化液的速度30～40M/min，浸轧后放置2～2.5min，然后在水中清洗。
1.2.5 烘干
将步骤（4）水洗后的布料于100～110℃的烘干机中烘干10～20min。
1.3 实施列3
1.3.1 浸轧阻燃整理液
将专用的弹力灯芯绒面料浸轧包含550克/升THPS-U、4克/升脂肪醇聚氧乙烯醚和10克/升高浓聚乙烯20克/升醋酸钠阻燃整理液，轧余率70%。
1.3.2 烘干
将步骤（1）浸轧阻燃整理液后的布料在80～90℃的烘箱中预烘干5～10min。
1.3.3 氨熏
将步骤（2）预烘干后的布料在氨熏箱中进行氨熏处理，氨气流量700L/min。
1.3.4 氧化
将步骤（3）氨熏后的面料在浸轧浓度为30～35g//L的氧化液，轧余率70～85%；浸轧氧化液的速度30～40M/min，浸轧后放置2～2.5min，然后在水中清洗。
1.3.5 烘干
将步骤（4）水洗后的布料于100～110℃的烘干机中烘干10～20min。
1.4 对比列1
1.4.1 具体步骤同实施列2，不同步骤（1）THPS-U被四羟甲基氯化磷（THPC）的尿素初缩体代替。
1.5 对比列2
1.5.1 具体步骤同实施列2，不同步骤（1）中不加入脂肪醇聚氧乙烯醚。
1.6 对比列3
1.6.1 具体步骤同实施列2，不同步骤（1）中不加入高浓聚乙烯化合物。
1.7 对比列4
1.7.1 将此品种实施列2和对比列（1）相比，采用GB/T 5455纺织品燃烧性能实验，垂直法测试各项性能参数结果见表1。
由表1可知，此品种所提供的弹力灯芯绒布料阻燃效果好，经多次洗涤，依然保证良好的阻燃效果。
1.8 实施例6
1.8.1 此品种实施例2和对比例1相比，在95℃洗涤50次以后，以1～5的等级评价手感，其中1表示差的/粗糙的手感，5表示非常舒适又柔软的手感，经测试实施例2布料手感程度为2，对比例1的手感为5，对比3的手感为4。
三、小结
根据实验数据、此品种的阻燃布料，阻燃效果优异，带有弹性穿着舒适，达到国标GB-8965-98阻燃防护服要求，同时其阻燃性能、热防性能、防电弧性能经SGS/TUV/MTL/BTTG等检测机构检验达到EN11611ISOEN11612/ASTM6413/ NFPA2112/B5852/ASTM1506/ENV50354等标准；它低毒环保，对人体安全可靠、透气，手感柔软有弹力穿着舒适，具有灯芯绒风格的弹力阻燃面料。
作者简介：
胡希志，染整工程师，近三十年梭织印染知名大企业一线生产管理经历。曾参与普鲁本阻燃生产线的设计、安装工艺流程的开发应用、灯芯绒弹力芳纶阻燃的开发、防火防水防红外产品的开发、涤棉深色一浴染色开发应用、活性深色湿磨牢度的提升生产应用、印染节能降耗的设备改造与绩效管理等。
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