CN102199829A - 环保型高阻燃混纺导电织物及其制程 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种环保型高阻燃混纺导电织物及其制程，以符合航空运输用纺织品的安全规范。该环保型高阻燃混纺导电织物包含：羊毛混纺纱，该羊毛混纺纱包含羊毛纱、与非羊毛纱，其中该非羊毛纱是选自人造纤维或金属纤维中的一种；以及环保阻燃剂，该环保阻燃剂包含磷酸酯、与氮化物，其中该环保阻燃剂的添加量为该羊毛混纺纱的重量百分比5％至30％。其制程包含：羊毛混纺纱的纺织程序以及整理加工程序，其中该整理加工程序更包含一添加环保阻燃剂的步骤，其中该环保阻燃剂包含磷酸酯、与氮化物，其中该环保阻燃剂的添加量为该羊毛混纺纱的重量百分比5％至30％。
Description
技术领域
本发明涉及一种环保型高阻燃织物，特别是有关于一种环保型高阻燃混纺导电织物及其制程。
背景技术
二次世界大战期间，飞机不论在战备用品运输或兵源输送上就开始扮演重要角色。大战以后，因应航空科技的快速发展，飞机性能不仅大幅提升，尺寸空间也相对巨幅增长。当时负责承包美国军用飞机的波音公司也因而转变为目前全球最大的飞机制造商。有鉴于商用飞机在于赋予旅人更快捷与便利的旅程，但旅程期间的安全防护却是商用飞机设计制造者的最重要考虑因素。
随着纺织品应用用途不同，产品都必须达到不同的安全检测规范，其中更以飞机运输用的安全质量规范最为严格，除材料的阻燃与烟毒释放性外，产品的发热性不宜过高更为材料开发的设计重点。以飞机座椅用布为例，布种本身必须通过阻燃燃烧测试、烟浓度测试(低烟)、烟毒性测试(共测六种毒性气体，皆需达低毒性水平)、耐磨耗测试等。产品技术开发难度之高，位居交通运输纺织品应用之冠。诚如前述，交通运输用纺织品开发涉及纱线、织物与后处理等多道次加工，相较于传统家饰或衣着用纺织品，不论在制程生产技术与质量控制等都涉及更高技术门坎，这也是为何国际间将其列为高科技产业用纺织品的十二大项重点技术发展领域之一。
近年来，全球遭逢国际石油能源短缺危机，以及气候暖化的急遽变迁，如何就现有生产资源的有效再利用，或者改善现有产品以符合节能减碳，及降低环境危害而保卫环保生态，不仅已成为全球企业发展新产品/新事业的考虑要素，更是未来与竞争者进行市场差异化的决胜利器。针对目前全球航空运输用纺织品朝高性能与制程环保化的要求，航空运输用纺织品的开发研究不仅要较传统更具优越的耐用性(高阻燃/耐磨耗/导电效果良好)，更需朝具环保效应的生产制程，且同时满足严苛的航空运输用纺织品防火规范的方向来进行。
就阻燃机制而言，在现有技艺中常以ZIRPRO来进行纺织品阻燃处理。使用ZIRPRO处理的羊毛在燃烧后除生成固体碳层，并发生水解以有效降低燃烧热外，尚形成ZrOF2、TiOF2等不燃气体以快速降低可燃气体的浓度，进而达到阻燃的效果。然而，在环保问题与一贯化连续生产成本等因素的考虑下，上述ZIRPRO阻燃加工法也潜藏着许多的问题。例如：受限染缸压吸作业而不适用连续浸轧处理、对于多色样纺织品易造成移染或渗色，进而引发色变或褪色、废水中会残余氟化物与钛/锆等重金属离子，增加废弃物处理成本、常与有机溴化物共同使用以增加阻燃性，却伴随带来燃烧时易产生毒烟且不符合现今欧盟环保法规等问题。
有鉴于此，如何开发既可符合纺织品中最严格要求的航空运输用纺织品的安全规范，且不会产生环保问题的环保型高阻燃混纺导电织物已是一相当值得产业重视的课题。
发明内容
鉴于上述的发明背景中，为了符合产业上的要求，本说明书揭露一种环保型高阻燃混纺导电织物及其可一贯化连续生产的环保制程。
本发明提供的环保型高阻燃混纺导电织物包含：
羊毛混纺纱，该羊毛混纺纱包含羊毛纱、与非羊毛纱，其中该非羊毛纱是选自人造纤维或金属纤维中的一种；以及
环保阻燃剂，该环保阻燃剂包含磷酸酯、与氮化物，其中该环保阻燃剂的添加量为该羊毛混纺纱的重量百分比5％至30％。
本发明还提供一种环保型高阻燃混纺导电织物的制程，包含：
羊毛混纺纱的纺织程序，该羊毛混纺纱的纺织程序包含以羊毛纱与非羊毛纱进行混纺的步骤、染色步骤、烘干步骤、整经步骤、以及织布步骤，其中该非羊毛纱是选自人造纤维或金属纤维中的一种；以及
整理加工程序，该整理加工程序包含手感加工步骤、与压吸成型步骤，其中该整理加工程序更包含一添加环保阻燃剂的步骤，其中该环保阻燃剂包含磷酸酯、与氮化物，其中该环保阻燃剂的添加量为该羊毛混纺纱的重量百分比5％至30％。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
通过使用羊毛纱与人造纤维/金属纤维的混纺纱，可有效提升所形成织物的阻燃性。
通过使用不含重金属成分的环保阻燃剂，可有效强化所形成织物的阻燃性，且在织物燃烧过程或织物生产制程废弃物的处理方面都不会产生环保的问题。
通过使用非ZIRPRO的环保阻燃剂，可让织物的生产制程满足一贯化连续作业的要求，进而达到精简制程与降低成本的效果。
通过使用羊毛纱与人造纤维/金属纤维的混纺纱，可有效提升所形成织物的尺寸安定性，使得根据本说明书的织物可耐干洗。
通过使用羊毛纱与人造纤维/金属纤维的混纺纱，可有效减少所形成织物的单位重量。
通过使用羊毛纱与人造纤维/金属纤维的混纺纱，可有效提升所形成织物的电磁波遮蔽效果。
通过使用羊毛纱与人造纤维/金属纤维的混纺纱，可让根据本说明书的织物具备耐摩擦性、耐汗色牢度、以及低起球性。
附图说明
图1是一根据本说明书的环保型高阻燃混纺导电织物的制程的一般流程示意图。
具体实施例
本发明在此所探讨的方向为一种环保型高阻燃混纺导电织物及其制程。为了能彻底地了解本发明，将在下列的描述中提出详尽的组成与制程步骤。显然地，本发明的施行并未限定于该领域技术人员所熟习的特殊细节。另一方面，众所周知的组成或制程步骤并未描述于细节中，以避免造成本发明不必要的限制。本发明的较佳体系会详细描述如下，然而除了这些详细描述之外，本发明还可以广泛地施行在其它的体系中，且本发明的范围不应受以下揭露的较佳体系所限定，而应以权利要求所界定的保护范围为准。
根据本说明书的一实施例揭露一种环保型高阻燃混纺导电织物。上述环保型高阻燃混纺导电织物包含羊毛混纺纱，以及环保阻燃剂。上述羊毛混纺纱可以是由羊毛纱与非羊毛纱以一适当比例混纺而成。在根据本实施例的一较佳范例中，上述的羊毛纱可以是短纤维天然羊毛纱。在根据本实施例的一较佳范例中，上述羊毛纱与非羊毛纱的比例可以是重量比为86∶14至99∶1。
上述的非羊毛纱可以是选自人造纤维或金属纤维中的一种。上述的人造纤维可以是选自下列群组中的一种：尼龙纤维(Nylon)、高强力聚脂纤维、聚脂纤维(MONO)、碳纤维等。上述的金属纤维可以是选自下列群组中的一种：不锈钢纤维(Stainless)、铜纤维，金纤维，银纤维等。
在根据本实施例的一较佳范例中，上述的非羊毛纱可以是尼龙纤维(Nylon66)。根据本范例，上述羊毛纱与尼龙纤维的重量比为86∶14至99∶1。更好的是，上述羊毛纱与尼龙纤维的重量比约为90∶10。
在根据本实施例的另一较佳范例中，上述的非羊毛纱可以是不锈钢纤维。根据本范例，上述羊毛纱与不锈钢纤维的重量比为86∶14至99∶1。更好的是，上述羊毛纱与不锈钢纤维的重量比约为90∶10。
在根据本实施例的另一较佳范例中，上述环保型高阻燃混纺导电织物的经纱与纬纱可以是分别选用不同的羊毛混纺纱。例如，经纱选用羊毛纱与尼龙纤维的重量比为86∶14至99∶1的羊毛混纺纱；纬纱选用羊毛纱与不锈钢纤维的重量比为86∶14至99∶1的羊毛混纺纱。
根据本实施例，上述环保阻燃剂包含磷酸酯，与氮化物。上述的磷酸酯可以是选自下列群组中的至少一种：烷基胺混合磷酸脂、聚磷酸酰胺盐。上述的氮化物可以是选自下列群组中的至少一种：硫化尿素缩合物、芳香族磷酸脂。上述环保阻燃剂的添加量可以是上述羊毛混纺纱的重量百分比5％至30％(烘干后)。在根据本实施例的一较佳范例中，上述环保阻燃剂的添加量约为羊毛混纺纱的最适重量百分比12％。根据本实施例，上述环保阻燃剂不含诸如重金属、甲醛挥发物、以及卤素挥发物等常应用于传统制程中但不为环保法规所允许的成分。
根据本说明书的另一实施例是关于一种环保型高阻燃混纺导电织物的制程。图1是一根据本实施例的环保型高阻燃混纺导电织物的制程的一般流程示意图。参照图1，上述环保型高阻燃混纺导电织物的制程包含一羊毛混纺纱的纺织程序100、以及一整理加工程序200。
上述的羊毛混纺纱的纺织程序100主要是产出用来形成上述环保型高阻燃混纺导电织物的底材。上述的羊毛混纺纱的纺织程序100可包含，混纺120、整经140、与织布160等步骤。在根据本实施例的一较佳范例中，上述的羊毛混纺纱的纺织程序100可以更包含染色122、与烘干124等步骤。其中，上述的染色步骤122、烘干步骤124可以是在混纺步骤120后执行，其目的是依实际需求，对于混纺步骤120所产出的混纺纱进行上色。
上述的整理加工程序200主要是用来提升上述环保型高阻燃混纺导电织物的物性与商业价值。上述的整理加工程序200可包含手感加工220、与压吸定型240等步骤。在整理加工程序200中可加入环保阻燃剂以增强上述底材的阻燃性。在根据本实施例的一较佳范例中，上述的手感加工步骤220可以是一蒸压步骤。
上述的羊毛混纺纱可以是由羊毛纱与非羊毛纱以一适当比例混纺而成。在根据本实施例的一较佳范例中，上述的羊毛纱可以是短纤维天然羊毛纱。在根据本实施例的一较佳范例中，上述羊毛纱与非羊毛纱的比例可以是重量比为86∶14至99∶1。
上述的非羊毛纱可以是选自人造纤维或金属纤维中的一种。上述的人造纤维可以是选自下列群组中的一种：尼龙纤维(Nylon)、高强力聚脂纤维、聚脂纤维(MONO)、碳纤维等。上述的金属纤维可以是选自下列群组中的一种：不锈钢纤维(Stainless)、铜纤维，金纤维，银纤维等。
在根据本实施例的一较佳范例中，上述的非羊毛纱可以是尼龙纤维(NYLON 66)。根据本范例，上述羊毛纱与尼龙纤维的重量比为86∶14至99∶1。更好的是，上述羊毛纱与尼龙纤维的重量比约为90∶10。
在根据本实施例的另一较佳范例中，上述的非羊毛纱可以是不锈钢纤维。根据本范例，上述羊毛纱与不锈钢纤维的重量比为86∶14至99∶1。更好的是，上述羊毛纱与不锈钢纤维的重量比约为90∶10。
在根据本实施例的另一较佳范例中，上述环保型高阻燃混纺导电织物的经纱与纬纱可以是分别选用不同的羊毛混纺纱。例如，经纱选用羊毛纱与尼龙纤维的重量比为86∶14至99∶1的羊毛混纺纱；纬纱选用羊毛纱与不锈钢纤维的重量比为86∶14至99∶1的羊毛混纺纱。
根据本实施例，上述环保阻燃剂的主要成分包含磷酸酯，与氮化物。上述的磷酸酯可以是选自下列群组中的至少一种：烷基胺混合磷酸脂、聚磷酸酰胺盐。上述的氮化物可以是选自下列群组中的至少一种：硫化尿素缩合物、芳香族磷酸脂。上述环保阻燃剂的添加量可以是羊毛混纺纱的重量百分比5％至30％。在根据本实施例的一较佳范例中，上述环保阻燃剂的添加量约为羊毛混纺纱的最适重量百分比12％。上述环保阻燃剂不含诸如重金属、甲醛挥发物、以及卤素挥发物等常应用于传统制程中但不为环保法规所允许的成分。
以前述的环保型高阻燃混纺导电织物的制程所产出的环保型高阻燃混纺导电织物可应用于诸如传统家饰用布、衣着用布或一般纺织品用布等各种布料的使用。更好的是，根据本实施例所产出的环保型高阻燃混纺导电织物可符合安全质量要求最严格的航空器用布的安全规范，所以，也可适用于飞机等航空器上所使用的布料的应用。因此，本实施例所揭露的制程具有相当可观的产业价值。
在现有技术中，航空运输用的阻燃织物主要仍是以羊毛织物应用氟钛或锆的金属络合物阻燃剂(Zirpro)经由染纱方式处理。此一作法不但徒增废弃物处理费用，其制程与产品也不具环保性。再者，应用ZIRPOR的制程，需采用染缸压吸的批处理，无法一贯化生产。如此一来，不仅所需的织物处理时间较长，所产出的阻燃织物也较不耐干洗，同时容易发生色变与褪色等现象，质量掌控方面相当困难。
相较于现有技艺，根据本说明书的制程并不采用含重金属化合物阻燃助剂，而是改以环保型的磷酸酯类配方搭配含浸制程完成。根据本说明书，不仅所使用的阻燃配方更具环保性，在制程方面也更可达节能减碳的效果。此外，根据本说明书，通过结合阻燃性羊毛/非羊毛混纺纱与使用环保阻燃剂(磷-氮型阻燃膨胀树脂)，以一贯化的含浸烘干架桥制程来生产出环保型高阻燃混纺导电织物，可具备能容易且有效控制产出织物的质量，与有效降低织物产出的制程生产成本等多重的经济效益。
以下将揭示数个根据本说明书的范例。然而，本说明书的范围仍应以其后的专利范围为准，而不应以下列所揭示范例为限。
Example 1
羊毛纱-尼龙纤维混纺的环保型高阻燃混纺导电织物：
A.原纱规格：
| 纱材 | 纱材规格 | 重量百分比 |
| 羊毛 | 64’S；WOOL top | 90％ |
| 尼龙 | 6D；NYLON 66；12microns；90～100mm；2g/m | 10％ |
B.环保阻燃剂使用含量范围(溶液比例)：
磷：10％～80％；氮：10％～80％(重量比)
(上述环保阻燃剂所使用的磷酸酯包含烷基胺混合磷酸脂，及聚磷酸酰胺盐。氮化物包含硫化尿素缩合物，及芳香族磷酸脂，其中，上述环保阻燃剂中的磷、氮的较佳比例为磷∶氮＝7∶3)
泡制的重量百分比：
10～50％环保阻燃剂；
48～90％水；
1～2％渗透剂。
C.织物成品规格
| 项目 | 检验标准 | 测定方式 |
| 编织方法 | 平织提花 | 提花龙头(STAUBILY)+织机(SOMAS) |
| 经纬纱 | 经纱：纬纱： | (21.25羽x 4条)x 62.35扣幅+88条边纱＝538060条/INCH |
| 布重 | 规格值±6％ | ISO 139 |
| 原布宽度 | 137±2cm | 137cm |
D.检测结果：
i.检验项目：
| 项目 | 检验标准 | 测定方式 |
| 尺寸安定 | 经、纬向±2％↓ | 干洗20回 |
| 燃烧 | 垂直燃烧 | FAR 25.853App F Part I |
| 抗静电 | 摩擦带电压 | JIS-1094 |
| 耐磨耗 | Martindale磨耗性20000↑ | IWS TM 112 |
ii.测试结果
Example 2
羊毛纱-不锈钢纤维混纺的环保型高阻燃混纺导电织物：
A.原纱规格：
| 纱材 | 纱材规格 | 重量百分比 |
| 羊毛 | 64’S；WOOL top | 90％ |
| 不锈钢 | 100％Stainless Steel Sliver；12microns；90～100mm；2g/m | 10％ |
B.环保阻燃剂使用含量范围(溶液比例)：
磷：10％～80％；氮：10％～80％(重量比)
(上述环保阻燃剂所使用磷酸酯包含烷基胺混合磷酸脂，及聚磷酸酰胺盐。氮化物包含硫化尿素缩合物，及芳香族磷酸脂。其中，上述环保阻燃剂中的磷、氮的较佳比例为磷∶氮＝7∶3)
泡制的重量百分比：
10～50％环保阻燃剂；
48～90％水；
1～2％渗透剂。
C.织物成品规格
| 项目 | 检验标准 | 测定方式 |
| 编织方法 | 平织提花 | 提花龙头(STAUBILY)+织机(SOMAS) |
| 经纬纱 | 经纱：纬纱： | (21.25羽x 4条)x 62.35扣幅+88条边纱＝538060条/INCH |
| 布重 | 规格值±6％ | ISO 139 |
| 原布宽度 | 137±2cm | 137cm |
D.检测结果：
i.检验项目：
| 项目 | 检验标准 | 测定方式 |
| 尺寸安定 | 经、纬向±2％↓ | 干洗20回 |
| 燃烧 | 垂直燃烧 | FAR 25.853App F Part I |
| 抗静电 | 摩擦带电压 | JIS-1094 |
| 耐磨耗 | Martindale磨耗性20000↑ | IWS TM 112 |
ii.测试结果
Example 3
环保型高阻燃混纺导电织物的制程：
A.制造环保型高阻燃混纺导电织物的一般制程及其检验项目表：
| 生产流程 | 管制项目 | 检验标准 | 检测方法 |
| 纺纱 | 支数拉力双捻度缩率均匀度/毛羽 | 23/227kgs431T/M1.2％A级 | 纱支测长机拉力试验机捻度试验机尺/试染机外观板/目测 |
| 染色 | 浴比流量白度棉壳 | 1∶20(+30，-10)30l/min/kg4级以上无 | 液位计目视灰色标目视 |
| 烘干 | 干燥度 | 磅重 | PRQCISA 2000g精度仪 |
| 整经 | 转数宽度结数每结长度回潮率粒数 | 依标准±100rpm依标准±1in符合规格平均值±0.3％8.5％±1％符合规格 | 转速表钢尺目视/计算计长器PRQCISA 2000g精度仪目视/计算 |
| 织布 | 毛长组织幅宽经/纬密 | 依标准±0.2mm依织物规格书依标准+1，-0in依标准±2条 | 毛长镜目视/确认卷尺布纹镜 |
| 压吸定型 | 机宽温度/室速度出布幅宽 | 依标准±2.0in依标准±10度依标准±1M/min依标准+1，-0in | 数字显示器温度表计速器卷尺 |
| 蒸压(手感加工) | 机宽温度/室速度出布幅宽 | 依标准±2.0in依标准±10度依标准±1M/min依标准+1，-0in | 数字显示器温度表计速器卷尺 |
| 成检 | 绒毛长总厚度 | 2.1±0.2mm2.5±0.2mm | 毛长镜H-30厚度计 |
| 包装/装箱 | 外观数量规格尺寸标示 | 包装规定客户需求客户指定客户指定 | 目视目视量尺目视 |
| 入库 | 清点数量平放 | 符合入库清单无堆积 | 计算机系统管制目视 |
B.染色工程细部条件：
C.织布工程细部条件：
D.整理工程细部条件：
综合上述，本说明书揭露了一种环保型高阻燃混纺导电织物及其制程。上述环保型高阻燃混纺导电织物包含羊毛混纺纱，以及环保阻燃剂。上述羊毛混纺纱可以是由羊毛纱与非羊毛纱以一适当比例混纺而成。上述的非羊毛纱可以是选自人造纤维或金属纤维中的一种。通过使用上述的羊毛混纺纱，环保型高阻燃混纺导电织物将可有效的提升阻燃性、提升尺寸安定性、提升电磁波遮蔽性、提升耐摩擦性，并有效降低所形成织物的单位重量，以及符合环保。另一方面，上述环保型高阻燃混纺导电织物的制程包含一羊毛混纺纱的纺织程序、以及一整理加工程序。其中，在整理加工程序中可加入环保阻燃剂以增强所产出织物的阻燃性。通过使用一适当的环保阻燃剂，不仅所使用的阻燃配方方面更具环保性，更好的是，在制程方面可采用一贯化的含浸烘干架桥制程来生产出环保型高阻燃混纺导电织物，以达到能容易且有效控制产出织物的质量、有效降低织物产出的制程生产成本、大幅降低制程废弃物处理费用等功效，进而可大幅提升产业竞争力。
以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种环保型高阻燃混纺导电织物，其特征在于，该环保型高阻燃混纺导电织物包含：
羊毛混纺纱，该羊毛混纺纱包含羊毛纱、与非羊毛纱，其中该非羊毛纱是选自人造纤维或金属纤维中的一种；以及
环保阻燃剂，该环保阻燃剂包含磷酸酯、与氮化物，其中该环保阻燃剂的添加量为该羊毛混纺纱的重量百分比5％至30％。
2.如权利要求1所述的环保型高阻燃混纺导电织物，其特征在于，上述的人造纤维是选自下列一种：尼龙纤维、高强力聚脂纤维、聚脂纤维、碳纤维。
3.如权利要求1所述的环保型高阻燃混纺导电织物，其特征在于，上述的金属纤维是选自下列一种：不锈钢纤维、铜纤维，金纤维，银纤维。
4.如权利要求1所述的环保型高阻燃混纺导电织物，其特征在于，上述的羊毛纱与非羊毛纱的重量比为86∶14至99∶1。
5.如权利要求1所述的环保型高阻燃混纺导电织物，其特征在于，上述的磷酸酯可以是选自下列群组中的至少一种：烷基胺混合磷酸脂、聚磷酸酰胺盐，其中上述的氮化物可以是选自下列群组中的至少一种：硫化尿素缩合物、芳香族磷酸脂。
6.一种环保型高阻燃混纺导电织物的制程，其特征在于，该环保型高阻燃混纺导电织物的制程包含：
羊毛混纺纱的纺织程序，该羊毛混纺纱的纺织程序包含以羊毛纱与非羊毛纱进行混纺的步骤、染色步骤、烘干步骤、整经步骤、以及织布步骤，其中该非羊毛纱是选自人造纤维或金属纤维中的一种；以及
整理加工程序，该整理加工程序包含手感加工步骤、与压吸成型步骤，其中该整理加工程序更包含一添加环保阻燃剂的步骤，其中该环保阻燃剂包含磷酸酯、与氮化物，其中该环保阻燃剂的添加量为该羊毛混纺纱的重量百分比5％至30％。
7.如权利要求6所述的环保型高阻燃混纺导电织物的制程，其特征在于，上述的人造纤维是选自下列一种：尼龙纤维、高强力聚脂纤维、聚脂纤维、碳纤维。
8.如权利要求6所述的环保型高阻燃混纺导电织物的制程，其特征在于，上述的金属纤维是选自下列一种：不锈钢纤维、铜纤维，金纤维，银纤维。
9.如权利要求6所述的环保型高阻燃混纺导电织物的制程，其特征在于，上述的羊毛纱与非羊毛纱的重量比为86∶14至99∶1。
10.如权利要求6所述的的环保型高阻燃混纺导电织物的制程，其特征在于，上述的磷酸酯可以是选自下列群组中的至少一种：烷基胺混合磷酸脂、聚磷酸酰胺盐，其中上述的氮化物可以是选自下列群组中的至少一种：硫化尿素缩合物、芳香族磷酸脂。
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