高密色织阻燃遮光面料的开发

摘　要：根据织物阻燃的机理，将阻燃聚酯切片与色母粒共混进行熔融纺丝，以纺制的阻燃涤纶有色丝为原料，设计开发了一款色织阻燃遮光面料。对阻燃遮光面料开发的织前准备、上机织造和后整理工艺等进行了总结和归纳。

经断裂强力、阻燃性能、遮光性能等测试发现，在一定比例范围的阻燃添加剂及色母粒的添加条件下，纱线的断裂强力、断裂伸长率相对接近，但可纺性随添加物含量的增加而变差。由于减少了染色，避免了纱线的阻燃成分的流失，该面料具有良好的阻燃效果，由于采用了双经轴、高密度、多层组织和深色丝线的组合设计，面料的遮光率达到９９．９９％。关键词：色织；阻燃；遮光；面料；涤纶随着时代的发展，纺织品的种类也越来越丰富。

除了天然纤维制品外，越来越多的新型化学纤维被开发和应用。功能性纤维的开发有效地提高了纺织品的使用性能。众所周知，涤纶作为一种化学纤维，在服装、装饰、工业领域都有着广泛的应用，然而，由于涤纶极限氧指数较低，在遇到明火时极易燃烧，引起火灾［１］。因此，对涤纶纤维进行改性，提高其使用性能已成为目前研究的方向之一。

然而，涤纶纤维的各种阻燃改性要求较高，不但要考虑终的纤维和织物的燃烧性能，而且要对阻燃材料的可点燃性、火焰传播速度、热量的生成以及有毒气体和烟雾等进行综合考虑，同时还需不降低涤纶纤维原有物理机械性能等。既要达到生产要求，还要保证织物制品的使用性能。目前，阻燃遮光面料为达到一定的阻燃效果主要有后整理阻燃和纤维阻燃两种。后整理阻燃主要是将普通涤纶长丝经织造后通过织物定形时浸轧阻燃整理剂达到一定的阻燃效果。纤维阻燃也叫永久性阻燃是通过采用阻燃纤维为原料来实现阻燃效果。纤维阻燃遮光面料的生产方式为：阻燃切片纺丝→织造→染整→定形→成品。虽然所纺制的丝具有阻燃功能，但经织造后还需经染整处理。由于染整加工中受到高温高压的作用以及酸、碱、氧化剂、染料及助剂的使用易造成阻燃成分的流失，导致织物的阻燃效果明显下降，而且受染整加工工艺的影响，面料的阻燃性能也极不稳定［２－４］。据此，本研究通过色纺阻燃涤纶长丝，开发了一种阻燃性能优异的全遮光面料。

１　设计原理１．１　阻燃机理及阻燃方法原料阻燃是指采用难燃或不燃的纤维原料或通过共聚、共混、接枝改性等方法，使纺丝后的纤维具有阻燃效果。既可以是采用纺制极限氧指数高的纤维的方式，也可以是采用在纤维受热燃烧后释放化学物质隔绝氧气的方式。经改性后的纤维，由于阻燃成分均匀地连接在大分子链上，因此可赋予该制品永久的阻燃性能

［４］。遮光机理由基尔霍夫定律得知，当热量平衡情况下，即温度保持恒定时，如物体发出波长λ的辐射能，也将吸收同样波长λ的辐射能；发射率较大的物质，其吸收率也较大。对于绝对黑体来说，其吸收率为１，能够吸收所有的光线，所以绝对黑体具有优异的遮光效果。在影响织物的因素中，主要有紧度、结构和颜色，所以面料要取得一定的遮光性能，其所用的原料越细，单位面积内的丝线越多，面料间的间隙越小，其遮挡光线的效果越好；其次，面料遮挡光线的层数越多，厚度越大，所能穿透的光线就越小，因此采用重组织及多层组织设计织造成的面料具有更好的遮光性；再者，织物的颜色越深其吸收的光线越多，遮光性能也越好

［５］。原料纺制、织物规格设计

２．１　原料纺制先将阻燃聚酯切片经预结晶干燥，再将干燥的色母粒与干燥的阻燃聚酯切片充分混合后，加入到螺杆挤压纺丝机中，通过螺杆挤压纺丝机的喷丝板进行纺丝，然后经卷绕落桶后进入后加工得到阻燃涤纶有色丝。具体成分特性如１所示。２．２　织物规格设计为了达到一定的织物厚度，织成经里经夹纬纱的三层结构，使纬纱被包覆在里层，设计采用了八枚三飞经二重组织，既能达到良好遮光的效果，又不会造成黑丝露出影响织物外观。为了使织物面细腻致密，采用了经密１４４根／ｃｍ，纬密４５根／ｃｍ的高密组合，同时为不影响织物手感，原料后加工采用了低弹轻网的工艺，确保了织物在精炼整理时经纬纱网络点能散开，避免布面出现明显的麻雨斑。为了达到全遮光的装饰效果，选用了咖啡黑色作为里经，同时中间的纬纱选用黑色的低弹网络丝，具体如２所示。

原料规格设计序号批号阻燃母粒添加比例／％规格颜色１Ｎ３００６　８．０８３．３ｄｔｅｘ／３６ｆ７５Ｄ／３６ｆ（轻网）咖啡黑Ｙ３００５　５．５８３．３ｄｔｅｘ／３６ｆ７５Ｄ／３６ｆ（轻网）米色２Ｎ３００６　１３．０８３．３ｄｔｅｘ／３６ｆ７５Ｄ／３６ｆ（轻网）咖啡黑Ｙ３００５　１１．０８３．３ｄｔｅｘ／３６ｆ７５Ｄ／３６ｆ（轻网）米色２　织物规格设计项目原料规格经组合（１∶１）涤纶８３．３ｄｔｅｘ／３６ｆ（７５Ｄ／３６ｆ）米色阻燃低弹丝（上经轴）涤纶８３．３ｄｔｅｘ／３６ｆ（７５Ｄ／３６ｆ）咖啡黑阻燃低弹丝（下经轴）纬组合涤纶１６６．７ｄｔｅｘ／４８ｆ（１５０Ｄ／４８ｆ）黑色阻燃低弹丝上机幅宽３２０ｃｍ上机经密１４４根／ｃｍ上机纬密４２根／ｃｍ总经纱根数４６０８０根３　试样织制及性能测试分析

３．１　织前准备由２可知，总经纱根数为４６０８０根，每个经轴的经纱数为２３０４０根。将准备好的经纱采用韩国ＴＳＭ６０００ＭＥＤ型整浆并生产线将经纱整理成织轴，因两种纱线的强伸性能及规格属性基本相近，可采用相同的工艺进行加工，具体工艺参数如３所示。整理好的浆轴放置２４ｈ后，将经纱穿综穿筘，扎轴、机器部件调整即完成上经工序。将纬纱放置在储纬架上，经穿纱预绕后，即完成准备工序。

３．２　上机织造调整水线位置及引纬工艺参数后，在ＨＹ７００型宽幅电子多臂喷水织机上进行织造。

由于织机密度较高，车速较快，经纱强伸性能较普通白丝差，可通过调整后梁高度来降低经纱张力波动，减少断经，提高面料品质，具体工艺参数为：车速３８０ｒ／ｍｉｎ；经纱张力（上经轴：４８０ｋｇ）／下经轴：４３０ｋｇ；喷射开始角９３°；飞行开始角１０６°；水终了角度２００°；水到废边纱角度２３５°；纱到废边纱角度２４８°；纬纱进入光探口角度３０７°后整理加工对坯布进行平幅精炼去除整经过程中经丝上的油剂和脏污，精炼温度为９５℃，速度为６０ｍ／ｍｉｎ；精炼好的坯布直接进入定形整理，定形速度为６５ｍ／ｍｉｎ，定形温度为１７５℃。

３．４　性能测试与分析阻燃性能测试采用ＧＢ／Ｔ５４５５—１９９７《纺织品燃烧性能试验垂直法》进行测试，纱线强伸性能采用ＧＢ／Ｔ３９１６—１９９７《纺织品卷装纱单根纱线断裂强力和断裂伸长率的测定》进行测试，织物遮光率测试按ＦＺ／Ｔ０１００９—２００８《纺织品织物透光性的测定》进行测试，具体数据如４所示。

由４可知，在两组纱线颜色相同的条件下，虽然阻燃母粒添加比例不同，但在一定的比例范围内，其强伸性能影响不大，但可纺性随着添加物的增加而变差。所织制的面料经测试后发现都没有阴燃和续燃，具有较好的阻燃效果，避免了因染色造成阻燃成分流失。由于面料采用高密的组织结构，且选择较细的黑色低弹丝作为纬纱，经整理后的面料不仅细腻致密，而且手感柔软，达到了全遮光的效果。总结与展望在前期的试验中，研究发现由于色纺纱线是在纺丝液中加入颜料或者染料，虽然涤纶分子在结晶时存在一定比例的非结晶区，但当加入杂质超过一定比例后，其可纺性和强伸性能将大大降低，所以，为满足产业化生产的要求，可选择杂质少，常用的颜色进行初期阶段的产品开发。

但由于涤纶纤维本身存在的粘流性及玻璃化温度较低，还是存在熔滴现象，并引起脱脂棉燃烧。为了能够达到无熔滴的要求，认为可以对涤纶分子进行改性，提高其热稳定性C6t1Hpwg