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(duì)汽車座椅面料進(jìn)行泡沫單面異性整理，開發(fā)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(duì)最終產(chǎn)品性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，與傳統(tǒng)浸軋整理相比，泡沫整理既可節(jié)省助劑，又可節(jié)約能源。

關(guān)鍵詞：防污；易去污；阻燃；泡沫整理

中圖分類號(hào)：TS195.5 文獻(xiàn)標(biāo)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(shí)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(xué)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(tǒng)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(jié)約了能源，又提高了生產(chǎn)效率。

泡沫整理還可實(shí)現(xiàn)單面加工，這為產(chǎn)品開發(fā)創(chuàng)造了非常好的條件。如在家用紡織品中開發(fā)一面防紫外線、一面防污的面料，在服裝面料中開發(fā)一面防水、一面親水的運(yùn)動(dòng)服裝、T恤衫和高檔襯衫面料等。由于以上優(yōu)點(diǎn)，泡沫整理法在歐美得到了廣泛應(yīng)用，如應(yīng)用于無紡布和地毯行業(yè)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(duì)汽車座椅面料進(jìn)行單面異性多功能整理，開發(fā)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(tǒng)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(xué)品與人體的直接接觸，有利于工人的職業(yè)健康。

1 實(shí)驗(yàn)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(fā)泡劑A和泡沫穩(wěn)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(fā)泡機(jī)，Datacolor公司；均勻軋車，Mathis公司；DK-5E型焙烘機(jī)，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(cè)試方法

（1）帶液率按下式計(jì)算：

（2）發(fā)泡比定義為一定體積工作液經(jīng)發(fā)泡后，泡沫體積與原工作液體積比，按下式計(jì)算：

（3）防水性能按照AATCC 193-2007《抗?jié)駶櫺裕悍浪?乙醇溶液》測(cè)定。

（4）防油性能按照AATCC 118-2007《排油：耐烴試驗(yàn)》測(cè)定。

（5）易去污性能按照AATCC 130-2000《易去污測(cè)試》測(cè)定。

（6）阻燃性能測(cè)試按照GB 8410 — 2006《汽車內(nèi)飾材料的燃燒特性》測(cè)定。

2 結(jié)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(xiàn)在織物的表面，相對(duì)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(chǎn)生相互影響，必須嚴(yán)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(duì)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(tǒng)中的刮棒和發(fā)泡比進(jìn)行調(diào)節(jié)。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(fā)泡比越大，泡沫密度就越小。由此可知，刮棒相同，發(fā)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(jìn)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(diào)節(jié)發(fā)泡比，控制最終的帶液率。帶液率對(duì)反面潤濕性的影響如表 1 所示。

由表 1 可知，當(dāng)帶液率為28.9%時(shí)，部分工作液已滲透到反面，使得反面部分區(qū)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(shí)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(huì)滲透到背面的前提下，考察防污易去污整理劑用量對(duì)正面防污易去污性能和反面潤濕性的影響，結(jié)果如表 2 所示。

由表 2 可知，當(dāng)防污易去污整理劑用量達(dá)到130 g/L后，正面防水和防油性能都已達(dá)到 7 級(jí)（最高 8 級(jí)），易去污性能達(dá)到 4 ～ 5 級(jí)（最高 5 級(jí)），完全可以滿足服用要求，同時(shí)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(shí)帶液率對(duì)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(tuán)，當(dāng)其附著于經(jīng)防水整理織物的表面時(shí)，將顯著降低織物的防水性。因此，在進(jìn)行反面阻燃整理時(shí)，也要控制帶液率，防止阻燃劑滲透到正面，影響防水性能。對(duì)織物反面進(jìn)行阻燃整理時(shí)，帶液率對(duì)正面防水性能的影響如表 3 所示。

雖然織物正面已進(jìn)行了防水整理，但由于該織物為三明治網(wǎng)眼布，正面網(wǎng)眼較大，結(jié)合表 3 可知，當(dāng)帶液率達(dá)到55%時(shí)，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(qiáng)，需用大量NaOH將工作液的pH值調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)pH值，勢(shì)必導(dǎo)致工作液離子強(qiáng)度過多，影響工作液的發(fā)泡性能。因此，在保證工作液不滲透到正面的前提下，應(yīng)盡量增大帶液率，最終確定阻燃單面整理時(shí)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(dāng)阻燃劑用量為140 g/L時(shí)，織物的燃燒速率87 mm/min，已達(dá)到燃燒速率小于100 mm/min要求，但是考慮到后續(xù)該汽車座椅面料還要與海綿復(fù)合，因此將阻燃性能提高到A-0級(jí)，既不燃燒，此時(shí)阻燃劑用量為160 g/L。同時(shí)，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(yōu)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(jié)約能源，提高生產(chǎn)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(jīng)焙烘，防水性相對(duì)較差，因此為防止反面阻燃整理時(shí)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(jīng)該工藝整理后的汽車座椅面料，防水和防油性能均可達(dá)到 7 級(jí)，易去污性能 4 ～ 5 級(jí)，阻燃性能A-0級(jí)。

2.4 與傳統(tǒng)浸軋法的對(duì)比（表 5）

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

3 結(jié)論

通過泡沫整理法，對(duì)汽車座椅面料進(jìn)行正面防污易去污整理，反面進(jìn)行阻燃整理，開發(fā)出一種防水性能 7 級(jí)，防油性能 7 級(jí)，易去污性能 4 ～ 5 級(jí)，阻燃性能A-0級(jí)的多功能汽車座椅面料。與傳統(tǒng)浸軋法相比，泡沫法通過對(duì)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(chǎn)生相互影響，新方法可節(jié)約27.7%的防污易去污整理劑，20%的阻燃劑，具有節(jié)能降耗的優(yōu)點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

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

雖然織物正面已進(jìn)行了防水整理，但由于該織物為三明治網(wǎng)眼布，正面網(wǎng)眼較大，結(jié)合表 3 可知，當(dāng)帶液率達(dá)到55%時(shí)，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(qiáng)，需用大量NaOH將工作液的pH值調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)pH值，勢(shì)必導(dǎo)致工作液離子強(qiáng)度過多，影響工作液的發(fā)泡性能。因此，在保證工作液不滲透到正面的前提下，應(yīng)盡量增大帶液率，最終確定阻燃單面整理時(shí)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(dāng)阻燃劑用量為140 g/L時(shí)，織物的燃燒速率87 mm/min，已達(dá)到燃燒速率小于100 mm/min要求，但是考慮到后續(xù)該汽車座椅面料還要與海綿復(fù)合，因此將阻燃性能提高到A-0級(jí)，既不燃燒，此時(shí)阻燃劑用量為160 g/L。同時(shí)，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(yōu)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(jié)約能源，提高生產(chǎn)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(jīng)焙烘，防水性相對(duì)較差，因此為防止反面阻燃整理時(shí)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(jīng)該工藝整理后的汽車座椅面料，防水和防油性能均可達(dá)到 7 級(jí)，易去污性能 4 ～ 5 級(jí)，阻燃性能A-0級(jí)。

2.4 與傳統(tǒng)浸軋法的對(duì)比（表 5）

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

3 結(jié)論

通過泡沫整理法，對(duì)汽車座椅面料進(jìn)行正面防污易去污整理，反面進(jìn)行阻燃整理，開發(fā)出一種防水性能 7 級(jí)，防油性能 7 級(jí)，易去污性能 4 ～ 5 級(jí)，阻燃性能A-0級(jí)的多功能汽車座椅面料。與傳統(tǒng)浸軋法相比，泡沫法通過對(duì)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(chǎn)生相互影響，新方法可節(jié)約27.7%的防污易去污整理劑，20%的阻燃劑，具有節(jié)能降耗的優(yōu)點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

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

雖然織物正面已進(jìn)行了防水整理，但由于該織物為三明治網(wǎng)眼布，正面網(wǎng)眼較大，結(jié)合表 3 可知，當(dāng)帶液率達(dá)到55%時(shí)，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(qiáng)，需用大量NaOH將工作液的pH值調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)pH值，勢(shì)必導(dǎo)致工作液離子強(qiáng)度過多，影響工作液的發(fā)泡性能。因此，在保證工作液不滲透到正面的前提下，應(yīng)盡量增大帶液率，最終確定阻燃單面整理時(shí)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(dāng)阻燃劑用量為140 g/L時(shí)，織物的燃燒速率87 mm/min，已達(dá)到燃燒速率小于100 mm/min要求，但是考慮到后續(xù)該汽車座椅面料還要與海綿復(fù)合，因此將阻燃性能提高到A-0級(jí)，既不燃燒，此時(shí)阻燃劑用量為160 g/L。同時(shí)，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(yōu)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(jié)約能源，提高生產(chǎn)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(jīng)焙烘，防水性相對(duì)較差，因此為防止反面阻燃整理時(shí)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(jīng)該工藝整理后的汽車座椅面料，防水和防油性能均可達(dá)到 7 級(jí)，易去污性能 4 ～ 5 級(jí)，阻燃性能A-0級(jí)。

2.4 與傳統(tǒng)浸軋法的對(duì)比（表 5）

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

3 結(jié)論

通過泡沫整理法，對(duì)汽車座椅面料進(jìn)行正面防污易去污整理，反面進(jìn)行阻燃整理，開發(fā)出一種防水性能 7 級(jí)，防油性能 7 級(jí)，易去污性能 4 ～ 5 級(jí)，阻燃性能A-0級(jí)的多功能汽車座椅面料。與傳統(tǒng)浸軋法相比，泡沫法通過對(duì)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(chǎn)生相互影響，新方法可節(jié)約27.7%的防污易去污整理劑，20%的阻燃劑，具有節(jié)能降耗的優(yōu)點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

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