多功能複合麵料的研發

多功能複合麵料的研發

（江蘇省紡織研究所股份有限公司，江蘇無錫　２１４０２４）

摘　要：多功能複合麵料為抗油拒水、阻燃、防靜電、無矽多功能麵料，是當今特殊行業所需求的一種集多種功能於一體的複合功能性產品。在反複試驗的基礎上，總結出一套切實可行的技術方案。

關鍵詞：多功能複合麵料；抗油拒水；阻燃；防靜電；無矽

　　目前國際市場上具有複合功能性的麵料及其製品性能優異，但價格昂貴，國內企業因使用成本過高，難以推廣應用。而國內市場上單一功能的抗油拒水、阻燃、防靜電或無矽麵料無法滿足精密電子、生物製藥等行業的需求，且現有大多阻燃麵料等功能性以塗層或後整理加工方法來完成，經多次洗滌後效果變差，並會產生潔淨室不允許有的塵粒；再則一般的抗油拒水整理劑會影響阻燃纖維的阻燃和無矽效果，因此篩選不影響阻燃性或影響甚微的抗油拒水整理劑，才能達到多種功能複合於一體的目的。本文所研究的麵料是一種複合功能的機織麵料，研發工作主要是克服現有技術中存在的不足，研究、製定如何將抗油拒水、阻燃、防靜電、無矽多種功能複合與一體的工藝、生產、技術方案。提供一種抗油拒水、阻燃、防靜電、無矽多功能麵料，該麵料具有永久性的阻燃、防靜電效果，同時具有抗油拒水和無矽的效果。

１　產品原材料的選擇根據產品性能要求和使用的場合及成本，選擇合適的基布原料和導電絲原料。必須強調我們的產品主要應用於製作電子行業、醫藥行業、高檔汽車噴漆等行業淨化室工作服，對粉塵含量有嚴格要求。為使該麵料不發塵並具有永久性的阻燃、防靜電效果，我們經過認真分析決定選用８３．３ｄｔｅｘ、１１１．１ｄｔｅｘ、１６６．６ｄｔｅｘ等阻燃滌綸長絲為基本材料；“抗油拒水、阻燃、防靜電、無矽多功能麵料”導電絲采用２２．２ｄｔｅｘ／３Ｆ複合導電絲，該導電纖維電導率大於１０－７Ω－１·ｃｍ－１ 的纖維，具有良好的導電性和耐久性，特別是在低濕度下仍具有良好的耐久抗靜電性。

我們所選用的導電絲全稱應該為永久性阻燃型複合導電長絲。它是在原有皮芯型導電纖維的芯層（常規聚酯）中加入５００ｍｇ／Ｌ的磷係阻燃劑，獲得的永久性阻燃型複合導電纖維。這是考慮到我們的麵料中導電纖維經緯排列間距較為密集，為網格狀（５ｍｍ×５ｍｍ見圖１）若用常規導電纖維，麵料的阻燃指標可能達不到國家要求。如圖１所示，本發明所使用的基布１采用阻燃纖維織造得到，在所述基布１的經、緯向嵌織導電纖維２；導電纖維２可均勻嵌織在基布１的經、緯向上，在基布１的表麵形成均勻的網格狀。圖１　導電纖維的排列

２　設計產品規格，織造工序流程確定本產品基布采用滌綸阻燃纖維織造得到，在基布的經、緯向嵌織阻燃導電併拈絲；阻燃導電併拈絲均勻嵌織在基布的經、緯向，在基布的表麵形成均勻的網格狀（５ｍｍ×５ｍｍ 或０．２５ｍｍ×０．２５ｍｍ）。經多次試驗、檢測說明在導電纖維含量達到５．５％時的麵料，其表麵電阻可以達到１０５Ω，阻燃指標達到ＧＢ／Ｔ　１７５９１－２００６國家標準。阻燃導電絲采用複合導電纖維與阻燃纖維並拈加工方式工藝流程為：併網→絡絲→拈絲→定型→倒筒→（整經）、織造產品組織結構采用較為緊密的平紋及斜紋組織；織造工藝流程為經向加撚：原料→絡絲→拈絲→定型→倒筒→整經→織造經向無撚：原料→整經→漿絲→併軸→織造緯向加撚：原料→絡絲→拈絲→定型→倒筒→織造緯向無撚：原料→織造

３　去矽整理工藝配方及工藝條件事實上我們所指“抗油拒水、阻燃、防靜電、無矽多功能麵料”去矽整理目的和要求與常規麵料去矽處理的目的和要求是不同。提及常規麵料去矽加工的目的是去除織物表麵的矽油斑，使織物染色均勻，提高產品染色正品率。而我們研發的多功能複合麵料，其去矽目的是保證麵料無矽。如果按常規麵料要求去矽無法滿足精密電子、光學器件、醫藥行業、高檔汽車噴漆等行業淨化室工作服的要求。這是因為矽在這些行業有以下危害：ａ．導電接觸失敗引起微型電機操作失靈（觸電故障）；ｂ．光學器件的模糊不清；ｃ．電絕緣性能降低；ｄ．塗覆工藝等不良現象［１］。我們研發的淨化室用“抗油拒水、阻燃、防靜電、無矽多功能麵料”整個加工流程所采用的設備和環境必須是專門加工生產無矽淨化室紡織品的，不能與加工其他常規紡織品麵料混做，尤其是漂洗、烘幹、定型設備。隻有這樣，經處理過的“抗油拒水、阻燃、防靜電、無矽多功能麵料”才能達到我們的無矽要求。產品樣品我們采用紅外光譜分析法，對比記錄去矽前和去矽後的防靜電麵料光譜。得到如圖２、圖３譜圖。首先通過譜圖比對確定了聚矽氧烷化合物的紅外吸收特征峰［２］，對比兩圖可以看出，圖３和圖２相比特征峰明顯消失，去矽效果良好。而常規麵料經去矽處理織物上的矽氧烷殘留含量一般為１００～３００ｍｇ／Ｌ。圖２　去矽前麵料光譜圖３　去矽後麵料光譜本麵料在染整加工過程中進行去矽整理，以滿足特殊行業無矽的特殊需求；去矽整理的工藝流程及工藝參數為將去漿、漂洗後的基布進行去矽整理，整理時間為３０～６０ｍｉｎ，浸漬溫度為９０～１１０℃，浴比為１∶１０～１５，去矽整理液除矽靈ＤＭ－１７４為１３～６ｇ／Ｌ，ＮａＯＨ０．４～０．６ｇ／Ｌ；然後將去矽整理後的基布進行脫水即可。

４　篩選合適的抗油拒水整理劑，探討加工工藝路線及工藝參數我們所述的“抗油拒水、阻燃、防靜電、無矽多功能麵料”為集抗油拒水、阻燃、防靜電、去矽四種功能於一體的機織產品。大家知道功能越多，加工難度越大，抗油拒水是我們做的後一個功能的加工。必須強調的是我們在試驗過程中發現抗油拒水性能的添加對阻燃性能、矽含量有影響，抗油拒水性能好的助劑但阻燃性能或矽含量達不到要求的助劑不能采用。首先我們剔除含有矽化合物的抗油拒水助劑；再逐一篩選，終選用呈非離子性使用的ＰＫ　５９１三防整理劑，該助劑可賦予織物以極佳的手感風格及很好的三防效果，對阻燃性、織物日曬牢度及色光影響小。由於ＰＫ５９１三防整理劑為全氟烷基丙烯酸鹽即含氟抗油拒水助劑，經整理使得織物分解溫度比加工前具有阻燃性能的麵料高。其原因是含氟抗油拒水助劑中的Ｃ－Ｆ鍵的鍵能很高，抗油拒水助劑覆蓋在阻燃纖維表麵，在一定程度上提高了織物的熱穩定性，對織物的阻燃效果產生了一定的負麵影響［３］。我們做了大量加工方式選擇、加工工藝參數確定等試驗工作，認為ＰＫ５９１含氟抗油拒水助劑用量控製在３５～４５ｇ／Ｌ效果較為理想。本麵料選擇合適的助劑和加工工藝參數，在後整理加工過程中進行抗油拒水整理。將經去矽處理的基布一浸一軋抗油拒水整理液，軋餘率為６５～７５％，抗油拒水整理液為３５～４５ｇ／Ｌ的ＰＫ５９１整理劑；將經抗油拒水處理後的布以１２０～１４０℃，１．８～２．２ｍｉｎ烘幹；將烘幹後的基布在１８０～２００℃的條件下，１．８～２．２ｍｉｎ焙烘定型。按照本麵料提供的技術方案，所述抗油拒水、阻燃、防靜電、去矽多功能麵料，在去矽整理和抗油拒水整理前，還可以包括染色步驟。

５　實施案例

實施案例見表１。表１　２種製造工藝研發項目工藝參數案例一案例二產品規格經、緯原料１１１．１ｄｅｔｘ／４８Ｆ 阻燃低彈絲８３．３ｄｔｅｘ×１６６．６ｄｔｅｘ 阻燃長絲導電絲２２．２ｄｔｅｘ／３Ｆ 複合導電絲２２．２ｄｔｅｘ／３Ｆ複合導電絲組織結構平紋３／１斜紋去矽工藝除矽靈ＤＭ－１７４１／ｇ／Ｌ　６　５ＮａＯＨ／ｇ／Ｌ　０．６　０．５整理時間／ｍｉｎ　６０　５０浸漬溫度／℃ ９０　１００浴比１∶１５　１∶１２抗油拒水工藝ＰＫ５９１／ｇ／Ｌ　４５　４０軋餘率／％ ７５　７０烘幹溫度／℃ １４０　１３０烘幹時間／ｍｉｎ　１．８　２．０焙烘溫度／℃ ２００　１９０焙烘時間／ｍｉｎ　１．８　２６　性能指標麵料抗油拒水性能符合ＧＢ／Ｔ　１２７９９－９１抗油拒水防護服安全衛生性能要求。抗油性能：洗前＞１３０分，並能抗機、柴油傾覆滲漏；洗滌３０次，剩餘拒油＞１３０分。拒水性能：洗前為５級；洗滌３０次，剩餘拒水＞１級，背麵無滲水。麵料阻燃性能符合ＧＢ／Ｔ１７５９１－２００６阻燃織物標準，損毀長度≤１５０ｍｍ，續燃時間≤５ｓ，阻燃時間≤５ｓ。麵料防靜電性能符合ＧＢ１２０１４－２００９防靜電服標準，點對點電阻為１×１０５～１×１０７Ω。麵料經紅外光譜檢測無矽元素特征峰，說明已不含矽。

７　結語

多功能複合麵料是特殊行業所需求的淨化室製服麵料，本產品為抗油拒水、阻燃、防靜電、無矽四種功能複合在一起，它不是簡單地疊加。為此我們做了大量試驗工作，本著實事求是的態度，獲得了一係列切實可行的技術參數，形成一整套技術方案。該麵料的研發屬於國內領先，它的研究與推廣必將產生良好的社會效益和經濟效益。