阻燃高耐曬織物的制備及性能研究

王超 陳慰來 沈建春 汪晗琪

摘 要：以阻燃滌綸網絡絲作經紗，色母粒滌綸長絲和阻燃滌綸網絡絲作緯紗，制備了4種結構不同和6種結構相同但緯紗配比不同的織物，通過織物垂直燃燒儀來測試織物阻燃性能，并利用電腦測色配色儀來測試織物耐曬性能。結果表明：織物結構越緊密，織物阻燃和耐曬性能越好;相同組織結構，織物緯紗中色母粒滌綸長絲與阻燃滌綸網絡絲為2∶1時，耐曬性能最好;在日曬環(huán)境和織物緊密程度相同時，織物表面色母粒滌綸長絲占比面積越大，織物耐曬性能越好。

關鍵詞：阻燃性能;耐曬性能;阻燃滌綸;色母粒滌綸

中圖分類號：TS156

文獻標志碼：A

文章編號：1009-265X（2020）05-0040-05

Research on Preparation and Properties of Flame Retardant and Sunproof Fabric

WANG Chao1， CHEN Weilai1， SHENG Jianchun2， WANG Hanqi1

（1.College of Materials and Textiles， Zhejiang Sci-Tech University， Hangzhou 310018， China;2.Zhejiang Maya Fabric Co.， Ltd.， Haining 314400， China）

Abstract：The flame-retardant polyester network yarn was used as the warp yarn， and the masterbatch polyester filament and the flame-retardant polyester network yarn were used as the weft yarn to prepare 4 fabrics with different structures and 6 fabrics with the same structure but different weft ratios. The flame retardant property of fabrics was tested by the fabric vertical burner， and the computer color tester was applied to test sunproof performance of fabrics. The results show that the tighter the fabric structure， the better the flame retardant and sun-resistant properties of the fabric. For the same structure， when the ratio of masterbatch polyester filament in the weft yarn and flame retardant polyester network yarn is 2∶1， the fabrics have the best sunproof property. When the sun exposure environment and the tightness of the fabric are the same， the larger the proportion of masterbatch polyester filament on the surface of the fabric， the better the sunproof proeprty of the fabric.

Key words：flame retardant property; sunproof property; flame retardant polyester; masterbatch polyester

隨著科技的發(fā)展以及人們生活水平的提高，室內紡織品不僅僅局限于美觀裝飾作用，而更加偏向于安全、功能和美觀并重。已有研究表明，室內火災起因大多由電器引起，之后經室內紡織品開始蔓延，尤其裝飾類織物、床上用品、服飾用品等[1-6]。而今市場上已經有著較多的阻燃織物，但因價格問題以至于飯店、酒店以及商場很少使用阻燃織物，因此研究一款既安全、性價比又高的具有阻燃性能的功能性面料就成為了當務之急[7-8]。

織物褪色是一個復雜的過程，在陽光的照射下染料分子吸收光能后產生能級躍遷，分子發(fā)生一系列的化學反應，破壞了染料分子的穩(wěn)定性導致分解褪色，因此織物在經過長時間的陽光照射后會產生色差，嚴重影響到織物的美觀，這也使得室內紡織品的使用壽命比預計的要短[9-10]。

針對上述兩種現(xiàn)象，研發(fā)了一款擁有阻燃和耐日曬性能的復合功能性織物，采用阻燃滌綸網絡絲為經紗，色母粒滌綸長絲和阻燃滌綸網絡絲為緯紗制備阻燃高耐曬織物，打破了功能性紡織品單一功能性的界限，將多種功能綜合于同一織物，是對傳統(tǒng)型紡織品的創(chuàng)新與開發(fā)，對后續(xù)功能紡織品的開發(fā)具有一定的指導作用。

1 實 驗

1.1 實驗材料

實驗材料：阻燃滌綸網絡絲，紗線纖度為16.67 tex（杭州聯(lián)宇纖維有限公司），色母粒滌綸長絲，紗線纖度為16.67 tex（舫柯紡織品有限公司）。

實驗儀器：JSM-5610掃描電子顯微鏡（日本電子株式會社）;DataColor650型電腦測色配色儀（DATACOLOUR公司）;YG815A型織物阻燃性能測試儀（方圓儀器有限公司）。

1.2 實驗方法

1.2.1 織物規(guī)格設計及制備

織物試樣經浙江省紡織測試研究院通過GB/T 8427—2008《紡織品色牢度試驗耐人造光色牢度：氙弧》（報告編號：國紡委字第201842076號）日曬298h后測試得到織物的耐光色牢度等級為6級，超過常規(guī)防曬織物的3～4級。

利用DataColor650型電腦測色配色儀測得織物K/S值如圖6、圖7所示。

由圖6可知，在波長區(qū)間為350～450 nm里，即光譜光為紫、藍，補色光為黃、橙時，試樣的K/S值波動最大;之后緩慢下降。通過對照圖中不同試樣的K/S曲線發(fā)現(xiàn)5枚緞紋雙層即A4樣的波動范圍最大，平紋雙層A1樣波動范圍最小。波動范圍大小能判斷織物同色性好壞，波動范圍越大，同色性越差，織物耐曬性能越弱，反之，織物耐曬性能越好。分析可得耐曬性能強弱排列為A1>A3>A2>A4。其中A2試樣和A3試樣K/S值較為接近，可能是由于兩者的里組織都為3上2下斜紋，織物組織系數(shù)較為相近導致的，且因A3試樣表組織為緞紋組織相比A2試樣的斜紋組織其色母粒滌綸在表面的占比面積要大，所以A3試樣的耐曬性能要優(yōu)于A2試樣。

B系列織物是以緯紗中色母粒滌綸長絲含量來設計的，從圖7中可以看出，織物K/S值的波動范圍大致隨著色母粒滌綸長絲含量的增加而逐漸減小，隨著色母粒滌綸長絲含量的增加，織物同色性越好，耐曬性能越強，這是因為色母粒滌綸長絲中含有色母顆粒，較為普通滌綸長絲擁有更好的染色固色性能，在經受陽光照射時，不易老化褪色。但在緯紗中阻燃滌綸網絡絲與色母粒滌綸長絲的占比為1∶2時，織物K/S值波動范圍最小，耐日曬性能最好，這可能是由于阻燃滌綸網絡絲因表面經阻燃劑噴涂后形成膜使得其相比于色母粒滌綸長絲能反射更多的陽光。

通過測試計算可得織物的L，a，b以及ΔE值見表3。

表3中A系列織物的ΔE值在總體上隨著織物組織系數(shù)的增大而增大，A3試樣的ΔE值最低。能看出織物耐曬能力與織物結構緊密程度有關，織物越緊，耐曬能力約強?？椢锝Y構緊密，織物紗線之間的空隙小，當陽光照射在織物表面時，能更好地抵擋紫外線的照射。其中A2和A3試樣的組織系數(shù)和緊度相近，但因A3試樣的表組織為緯面緞紋組織，相比與A2試樣，A3試樣色母粒滌綸長絲在織物表面的占比面積更大，所以A3試樣的ΔE值要遠遠小于A2試樣。B系列織物的ΔE值隨著緯紗中色母粒滌綸長絲含量的增大而減小，在相同光照環(huán)境和織物緊度的情況下，色母粒滌綸在織物表面的占比面積越大，織物耐曬性能越好，這是由于色母粒滌綸纖維相比普通滌綸纖維具有更好的染色固色率，在經受陽光照射時更加不易褪色。

3 結 論

a）織物阻燃和耐曬性能與織物結構和緯紗投緯比例密切相關。

b）織物阻燃性能與織物結構相關，在織物緯紗配比相同時，織物組織系數(shù)越小，阻燃性能越好。其中A1-A3試樣均達到裝飾織物阻燃B1級標準，A4試樣達到B2級標準，其中平紋雙層織物阻燃性能最好?？椢镒枞夹阅芘c緯紗配比相關，在織物結構相同時，B1-B4試樣均達到裝飾織物阻燃B1級標準，B5-B6試樣達到裝飾織物阻燃B2級標準。

c）織物耐曬性能與織物結構有關，結構越緊密，織物對光的反射效果越好，其中A1試樣的耐曬性能最好。在日曬環(huán)境和結構相同時，織物緯紗中色母粒滌綸長絲的含量越高，織物耐曬性能越好，隨著緯紗中色母粒滌綸含量的增高，織物表面色母粒滌綸長絲的占比面積跟著增加，織物的耐曬能力越強。當緯紗中阻燃滌綸與色母粒滌綸的投緯比例為1∶2時，織物耐曬性能最好。

參考文獻：

[1] 周志華，李玉林，薛露云.阻燃纖維的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].中國纖檢，2014（11）：82-83.

[2] 譚冬宜，文銀偉.阻燃雙層機織面料的研制[J].湖南工程學院學報（自然科學版），2010，20（4）：68-69，92.

[3] 譚冬宜，凌毅.阻燃雙層機織面料的設計及其性能研究[J].湖南工程學院學報（自然科學版），2012，22（1）：92-94.

[4] 王增喜，李焰，譚佩清.不同組織結構阻燃織物性能研究[J].棉紡織技術，2013，41（7）：12-15.

[5] ZOU Z W， WANG QM，XU X M.Study on the flame-retardant properties of high flame-retardant acrylic fiber knitted fabrics[J]. Scientific Information， 2012（11）：299-300.

[6] 劉東發(fā)，李曉增.我國紡織品阻燃檢測標準概況[J].化纖與紡織技術，2011，40（2）：33-37.

[7] 逯凱美，董曉寧.織物結構對間位芳綸織物阻燃性能的影響[J].紡織科學與工程學報，2019，36（2）：21-26.

[8] 鄭雪瑩，張紅霞，黃錦波，等.負氧離子和阻燃復合功能窗簾交織物的性能研究[J].絲綢，2018，55（1）：56-61.

[9] 李亞瓊，王越平，王青瑜.天然染料的日曬色牢度評價及影響因素分析[J].北京服裝學院學報（自然科學版），2017，37（3）：19-24，32.

[10] 顧艷，林瑜.測色配色儀測定紡織面料深淺色初探[J].中國纖檢，2012（10）：52-54.

[11] 張翔.分散/活性染料滌棉織物染色小樣工藝設計[J].輕紡工業(yè)與技術，2012，41（3）：21-23.

[12] 程璐.色紡紗配色算法改進及計算機測配色系統(tǒng)開發(fā)[D].天津：天津工業(yè)大學，2018.