高日晒牢度纯棉阻燃面料的生产

1前言
纯棉阻燃整理织物主要应用于特种行业的防护服装和室内装饰或家具面料。其中后者由于使用寿命长，且经常接触日晒，从而对阻燃整理的耐久性以及阻燃织物的日晒牢度都提出了很高要求。我公司从选择染料、助剂入手，确定了高日晒牢度纯棉阻燃面料的生产工艺。
2染料与助剂选择
2·1染料选择
纯棉外销面料染色一般采用活性染料或还原染料。传统工艺设计上，还原染料由于各项牢度优良，适于染中浅色；活性染性由于价格优势而适于染中深色。但对于有高日晒牢度要求的纺织面料，则是普遍使用还原染料。
近年来，国内外各大染料厂商相继开发一些适于染中浅色的高日晒牢度活性染料，如台湾永光公司的红LF-2B、蓝BRF、黄3RS和德司达公司的LevafixCA系列等(表1)。这类活性染料虽然价格较贵，但日晒牢度普遍较高，可以在一定程度上替代还原染料。
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|　　　　　　　　|Levafix琥珀黄　|　Levafix红玉CA　|　Levafix蓝CA|
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|日晒|　1/12SD　|　5-6　　　　　|　　5-6　　　　|　　　6　　　|
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|牢度|　1/SD　　|　5-6　　　　　|　　　6　　　　　|　　　6-7　　|
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在实际应用中，具体选择哪类染料当视情况而定。
如对于卡其色、橄榄色等敏感颜色，用活性染料色色光波动较大，此时只能选择还原染料；再如对于艳橙色，活性橙类染料由于染料母体的关系，日晒牢度普遍都不高，如汽巴克隆橙C-RN在1/1标准深度下的日晒牢度只有4级，雷马素艳橙RR同等深度下的日晒牢度也只有4-5级，而还原染料中的还原艳橙RK(常熟金虞山)、还原艳橙GR(徐州开达)等在标准深度下的日晒牢度分别能达到7-8级和6-7级，此种情况下也只能选用还原染料。
活性染料则可以考虑在某种情况下使用。如中蓝色用还原染料色时，一般采用VB蓝作主料，但用VB蓝染色的织物阻燃整理后色光往往变化很大，即使考虑到VB蓝是混拼染料，其中和蓝BO组分树脂整理后易变色，而改用还原蓝RSN或还原漂蓝BC为主料进行染色，其阻燃整理后色光仍然变化很大。
生产实践表明，单是增加一次高温水洗，以还原蓝RSN或以RSN为组分的拼混染料(VB蓝中含RSN)染色的织物就会产生显著变色，这样分析，其在阻燃整理时受阻燃树脂和剧烈碱洗的共同作用而严重变色也就不难理解。在这种情况下，如果坚持用还原染料，则会给调色与对色工作带来极大困难，而换用活性染料则可避免此种现象。表2给出一用测色仪测得的使用不同染料组合所染同一颜色织物阻燃整理前后的色光变化。
表2不同染料组合染色织物在阻燃整理前后的色光变化(D65光源，10°视角)
说明:表2所示数据由Hunterlab公司UltrascanXE型测色仪测得，△L*表示深浅变化,△C*表示饱和度变化，△H*表示色相变化,△E*为总色差)
2·2阻燃剂及其配套助剂选择
阻燃整理工作液主要由阻燃剂及其配套助剂组成。
用于纯棉织物的阻燃剂主要有N-二羟甲基磷酰丙烯酰胺(NMDPPA，即PyrovatexCP)和四羟甲基氯化磷(THPC或THPS)，前者是由汽巴精化有限公司开发的，国内有北京克罗姆公司的同名产品和常州化工研究所的同类产品；后者是由英国奥尔布赖特-威尔逊公司于1995年开发的，国内也有同类产品上市[1]。我司纯棉产品全部外销，阻燃剂选用通过Oeko-texl00认证的汽巴精化公司的PyrovatexCPNEW。该阻燃剂为对纤维有反应性的有机磷化合物，能与纤维素纤维中的羟基反应，以共价健牢固结合，因此其阻燃效果长久，而且对织物手感无影响。
与阻燃剂ProvatexCPNEW配套的助剂是汽巴精化公司的纤维交联剂CHN、柔软剂FSA和渗透剂JFC以及磷酸。其中纤维交联剂CHN为三聚氰胺树脂，在阻燃整理中有双重作用，一是其自身所含氮素的增效作用可以提高阻燃效果，二是树脂的交联作用可以提高阻燃整理的耐久性；磷酸作为反应催化剂，提供酸性反应环境；柔软剂FSA是聚乙烯乳液型柔软剂，能在纤维表面成膜，降低纤维间的摩擦系数，提高润滑性能，从而保护纤维强力。此处所指强力包括断裂强力和撕破强力，有机硅类柔软剂虽也能提高织物撕破强力，但由于降低了纤维的抱合性，对织物断裂强力影响很大，不能用来代替聚乙烯乳液型柔软剂。
3生产工艺
织物:纯棉l0/780×46阻燃整理纱卡
3·1工艺流程
烧毛→冷轧堆→退煮漂→丝光→染色(予检)→阻燃整理→拉幅→预缩→成品检验
3·2主要工序工艺条件
3·2·1染色
根据不同的织物颜色，确定不同的染色工艺。
(1)色号:中蓝
染色工艺：活性染料两浴汽蒸法
染液处理(g/L)
Levafix红玉CA　　　　　　　　　　　4.5
Levafix蓝CA　　　　　　　　　　　　28
Levafix琥珀黄CA　　　　　　　　　　2.5
润湿剂　　　　　　　　　　　　　　2
防泳移剂　　　　　　　　　　　　　5
(2)色号:艳橙
染色工艺:还原染料悬浮体轧染
染液处方(g/L)
还原艳橙GR　　　　　　　　　　　　30
还原红F3B　　　　　　　　　　　　　1.2
润湿剂　　　　　　　　　　　　　　2
防泳移剂　　　　　　　　　　　　　5
无论采用何种染色工艺，都需要充分净洗，保证布面不含碱，不残留浮色和洗涤剂等，必要时可增加一道醋酸洗涤。
3·2·2阻燃整理
不同染色工艺下机的织物，其阻燃整理工艺都相同。考虑到阻燃整理成本较高，可以在阻燃前先进行一下予检，将染色疵布剔出。
(1)整理工艺流程
浸轧整理工作液→烘干→焙烘→碱洗→烘干
(2)整理工作液处方(g/L)
阻燃整理剂PyrovatexCPNEW　　　　325
树脂整理剂LyofixCHN　　　　　　　55
柔软剂FSA　　　　　　　　　　　　　40
渗透剂JFC　　　　　　　　　　　　　O.5
磷酸(85%)　　　　　　　　　　　　　10
化料时，所有助剂都用冷水预先稀释后，再加入料缸，树脂整理剂CHN后加入。磷酸作为催化剂，用量宜低。生产时，保证织物轧液率在70%以上。
烘干要充分，为了防止整理助剂泳移，进烘缸前，要先经红外线予烘和烘房予烘。
使用定形机进行焙烘。
焙烘温度:170-175℃
焙烘时间:1.5-2min
虽然资料上介绍，在170℃焙烘30-60s即可[2]，但为了保证阻燃效果和阻燃耐久性，在实际生产中，还是掌握焙烘时间长些为好。
磷酸作为交联催化剂，在整理结束时必须去除，因而水洗是必须的步骤。采用8格平幅连续水洗机进行水洗。格浸轧100%烧碱20g/L，第二、三格分别浸轧纯碱20g/L和10g/L，后5格60℃热水洗。下机布测PH值，要求控制在中性至略偏碱性。
4成品测试
织物燃烧性能按GB/T5455-1997《纺织品燃烧性能试验垂直法》进行测试:
织物撕破强力按GB/T3917.1-1997《纺织品　织物撕破性能　第1部分:撕破强力测定冲击摆锤法》进行测试;
织物断裂强力按GB/T3923.1-1997《纺织品　织物拉伸性能　第1部分:断裂强力和断裂伸长率的测定》进行测试;
织物游离甲醛含量按GB/T2912.1-1998《纺织品　甲醛的测定　第l部分:游离水解的甲醛(水萃取法)》进行测试;
织物日晒牢度按GB/T8427《纺织品耐光色牢度试验方法氖弧》进行测试。
测试结果见表3
表3纯棉10/780×46纱卡成品物理指标
相比较於GB/T1759-1998《阻燃机织物》中Bl级标准(损毁长度150mm，续燃时间5s，阴燃时间5s)，表1中测得的织物燃烧性能数据还是令人满意的;布面游离甲醛含量也低于30Oppm的限量；日晒牢度:中蓝色达到了5-6级，艳橙色更是达到了6级，强力指标也还可以。一般说来，阻燃效果越好，织物强力损失越大，只有在生产过程中掌握好两者的平衡点，才能使织物既有较好的阻燃效果，又能保留较高的强力性能。
5结语
5·1在高日晒牢度阻燃面料生产过程中，染色和阻燃整理是两个关键的工序点。染色时根据织物颜色的不同，设计不同的染色工艺路线，当使用活性染料染色时，要选用高日晒牢度的活性染料。
5·2阻燃整理时，由于阻燃整理工作液中涉及多种化学品，化料时要有专人负责。整理时要保证焙烘温度和焙烘时间。车间通风条件要好，能将织物烘干过程中产生的甲醛气体排放掉。
5·3阻燃整理后要及时碱洗，防止织物强力过度受损。洗后及时测试织物阻燃性能和强力指标，以便调整工艺。