CN111764022B - 一种基于接结双层织物的多功能阻燃面料及其制备方法 - Google Patents

一种基于接结双层织物的多功能阻燃面料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于接结双层织物的多功能阻燃面料及其制备方法。该方法是：(1)采用第一纱线作为经纱和纬纱交织得到表层；第二纱线作为经纱和纬纱交织得到里层；表层与里层织造得到接结双层织物，其中接结纱采用第一纱线；表层的吸湿性优于里层；(2)利用圆网印花机或平网印花机对接结双层织物的里层进行防水整理，将圆网印花机或平网印花机的网眼结构作用于表层与里层的非接结点处；(3)利用亲水整理剂经浸‑轧‑烘‑焙工艺对步骤2)得到的织物进行亲水整理，使得接结双层织物的表层和接结点具有亲水性。本发明利用接结双层织物的接结点与防水整理及亲水整理的共同作用，接结点位置为单向导湿点位，单向导湿性能优良。

Description

一种基于接结双层织物的多功能阻燃面料及其制备方法
技术领域
本发明属于多功能面料制备领域，具体是一种基于接结双层织物的多功能阻燃面料及其制备方法。
背景技术
抢险救援服用于建筑倒塌、狭窄空间及攀登等救援现场的身体防护，是保护活跃在抢险救援一线的消防员人身安全的重要装备品之一；从防护性能考虑，其必须具有耐火性、耐热性、隔热性、抗拉力强、颜色及标识醒目等性能；从舒适性能考虑，由于消防员所处环境较为闷热，易出汗，若不能及时排汗，就会使人体产生黏湿和闷热感，容易滋生细菌，不利于消防员身体健康。
单向导湿织物是一类具有吸湿、导湿、快干等多功能性的纺织品，可以通过织物内外层的亲疏水性能的不同(即织物外层亲水而内层大部分疏水)来控制水分子的流动导向，利用毛细作用及润湿梯度效应以达到汗液从织物里层向外层表面转移，但外部水分子无法渗入的目的。大部分疏水性的内层使人体出汗时穿着不沾身，并且水分在织物外层快速蒸发可带走大量的热量，进而使人体感觉凉爽，可提高服装穿着的舒适感。
虽然通过接枝共聚对纤维进行化学改性可以改善织物的吸湿性能，利用异形截面纤维或超细纤维可以改善织物的透气性能，但是不能使织物显著具有单向导湿功能，同时也会增加成本，因此目前急切需要开发一种具有单向导湿功能、凉感性能、抗菌功能等多功能的高性能防护织物及其制备工艺。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种基于接结双层织物的多功能阻燃面料及其制备方法。
本发明解决所述方法技术问题的技术方案是，提供一种基于接结双层织物的多功能阻燃面料的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
(1)接结双层织物的制备：采用第一纱线作为经纱和纬纱交织得到第一织物层，作为表层；第二纱线作为经纱和纬纱交织得到第二织物层，作为里层；表层与里层织造得到接结双层织物，其中接结纱采用第一纱线；表层的吸湿性优于里层；
(2)接结双层织物里层的防水整理：利用圆网印花机或平网印花机对接结双层织物的里层进行防水整理，将圆网印花机或平网印花机的网眼结构作用于表层与里层的非接结点处，使得接结双层织物的里层除接结点以外的位置获得防水功能；
(3)接结双层织物的亲水整理：利用亲水整理剂经浸-轧-烘-焙工艺对步骤2)得到的织物进行亲水整理，使得接结双层织物的表层和接结点具有亲水性，得到具有单向导湿功能的单向导湿功能面料。
本发明解决所述面料技术问题的技术方案是，提供一种所述基于接结双层织物的多功能阻燃面料的制备方法制备得到的具有单向导湿功能且兼具凉感性能、抗菌功能、抗静电功能、防臭功能、防紫外线功能与防霉防腐功能等其他性能的多功能阻燃面料。
与现有技术相比，本发明有益效果在于：
(1)本发明利用接结双层织物的接结点与防水整理及亲水整理的共同作用，使得织物里层除接结点以外的部位具有防水功能，表层和接结点具有亲水性，接结点位置为单向导湿点位，单向导湿性能优良。
(2)利用表里层吸湿及防水性能的差异，在织物里层接触水分时，可使其以水珠状态存在，并快速将水分从接结点位置(即单向导湿点位)导出至亲水表层同时可带走大部分热量，并在表层快速润湿散开，加速蒸发；在织物表层遇水时，只是在表层润湿，不会传递至里层，使得织物里层保持干燥，不会粘着皮肤，保持人体的干爽，同时抑制细菌生长。
(3)本发明所使用纤维原料为常见易得阻燃纤维，赋予面料阻燃性能，同时使用吸湿性不同的纤维原料分别纺制织物表层和织物里层，使得织物表层和织物里层具有吸湿性差异，作为单向导湿整理的基础。
(4)利用纱线纱支粗细的不同可改变织物的松紧度，有利于后续改性步骤。调整织物松紧度只需改变织物的经纬密，若经纬密过小，织物稀松，防水整理剂和亲水整理剂容易互相影响，致使织物的单向导湿性能不能达到理想水平；若经纬密过大，织物紧致，也会导致织物的单向导湿性能不能达到理想水平。
(5)本发明利用接结交织的双层织物结构，表层的面积大于里层，便于水汽汗液由里层向表层导出，同时使织物透气轻便。
(6)表层与里层的接结点依据不同功能要求的变化而变化，进而控制单向导湿点位的分布。
(7)将圆网或平网的网孔大小与间距的设计与接结点相对应，使网孔处避开织物接结点位置，仅使接结点之外的部位获得防水功能。
(8)本方法的织物改性整理工艺简单，所需使用设备简易，所使用的整理剂成本低廉易得，均无毒副作用，服用过程亦无有害物质放出，易产业化。
(9)所得面料除具有单向导湿功能、凉感性能、抗菌功能、抗静电功能、防臭功能、防紫外线功能与防霉防腐功能外，具有一定的透气性和阻燃性能，成品克重为170-400g/m2，单向导湿指数可达到5级，接触凉感系数至少为0.18J/(cm2·s)，抑菌率可达到85％，具有良好的应用前景。
附图说明
图1为本发明一种实施例的多功能织物的整体结构示意图；
图2为本发明一种实施例的多功能织物的里层示意图；
图3为本发明实施例1的织造接结点结构图；
图4为本发明实施例2的织造接结点结构图。
图中，1、表层；2、里层；3、单向导湿点位；4、接结点；A、第一纱线；B、第二纱线。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步说明。具体实施例仅用于进一步详细说明本发明，不限制本申请权利要求的保护范围。
本发明提供了一种基于接结双层织物的多功能阻燃面料的制备方法(简称方法)，其特征在于该方法包括以下步骤：
(1)接结双层织物的制备：采用第一纱线作为经纱和纬纱交织得到第一织物层，作为表层1；第二纱线作为经纱和纬纱交织得到第二织物层，作为里层2；表层1与里层2通过联合接结法、接结经法或接结纬法得到接结双层织物，将吸湿性有差异的两种织物层分别用在接结双层织物的表层和里层，使得接结双层织物的表层和里层形成吸湿性差异，其中接结纱采用第一纱线；表层1的吸湿性优于里层2；
步骤1)中，第一纱线是以阻燃维纶纤维或阻燃粘胶纤维等吸湿性相对较好的原料为主体成分经纯纺或混纺得到的，纱支为Nm90/2～Nm50/2；第二纱线是以间位芳纶纤维、对位芳纶纤维、阻燃腈纶纤维或聚酰亚胺纤维等吸湿性相对较差的原料为主体成分经纯纺或混纺得到的，纱支为Nm80/2～Nm40/2；
步骤1)中，所述联合接结法的工艺是在织表层时，里经提起与表纬交织，同时在织里层时，表经沉下与里纬交织，共同构成织物的连接；所述接结经法的工艺是在织表层时，里经提起与表纬交织；所述接结纬法的工艺是在织表层时，里纬提起与表经交织。
步骤1)中，表层与里层的接结点4的位置可以根据需要设计成不同排列的点阵，通过接结点4处的虹吸作用以更好的控制具有单向导湿功能的点位。
步骤1)中，表层1与里层2的经纬纱排列均为(1～3):1。
(2)接结双层织物里层的防水整理：利用圆网印花机或平网印花机对接结双层织物的里层2进行防水整理，将圆网印花机或平网印花机的网眼结构作用于表层与里层的非接结点处，通过印花机网眼结构的设计使得接结双层织物的里层2除接结点4以外的位置获得防水功能；
步骤2)中，圆网印花机或平网印花机的网眼直径为3mm～10mm，网眼间距为3mm～10mm，网眼面积占总网面积的40％～80％；印花车速为10m/min～30m/min；烘干温度100℃～120℃，烘干时间1min-7min；焙烘温度170℃～190℃，焙烘时间1min～3min。
步骤2)中，防水剂用量为10～40g/L；防水剂为甲基硅酸钠类防水剂、有机硅乳液型防水剂、油性防水剂、纳米级防水剂、C8防水剂、C6防水剂、C4防水剂或无氟防水剂等。
(3)接结双层织物的亲水整理：利用亲水整理剂经浸-轧-烘-焙工艺对步骤2)得到的织物进行亲水整理，使得接结双层织物的表层1和接结点4具有亲水性，得到具有单向导湿功能的单向导湿功能面料。
步骤3)中，亲水整理剂用量为10～40g/L；轧液率110％～150％；烘干温度90℃～100℃，烘干时间为3min-7min；焙烘温度150℃～170℃，焙烘时间1min～3min。
优选地，步骤2)的防水整理使得接结双层织物的里层除接结点4以外的部位具有防水功能，步骤3)的亲水整理使得接结双层织物的表层1和接结点4具有亲水性，进而使亲水整理后的织物具有单向导湿功能，得到单向导湿功能面料。所述单向导湿功能面料包括亲水性表层和结合有单向导湿点位3的防水性里层。
优选地，在对接结双层织物进行亲水整理的同时，可进行其他功能性整理，具体方法是：利用亲水整理剂、凉感整理剂、抗菌整理剂、抗静电整理剂、防臭整理剂、防紫外线整理剂与防霉防腐整理剂经浸-轧-烘-焙工艺对步骤2)得到的织物进行亲水、凉感、抗菌、抗静电、防臭、防紫外线与防霉防腐整理，得到同时具有单向导湿功能、凉感性能、抗菌功能、抗静电功能、防臭功能、防紫外线功能与防霉防腐功能的多功能阻燃面料。
亲水整理剂、凉感整理剂、抗菌整理剂、抗静电整理剂、防臭整理剂、防紫外线整理剂与防霉防腐整理剂的用量均为10～40g/L；轧液率110％～150％；烘干温度90℃～100℃，烘干时间为3min-7min；焙烘温度150℃～170℃，焙烘时间1min～3min。
本发明同时提供了一种所述基于接结双层织物的多功能阻燃面料的制备方法制备得到的具有单向导湿功能且兼具凉感性能、抗菌功能、抗静电功能、防臭功能、防紫外线功能与防霉防腐功能等其他性能的多功能阻燃面料。
实施例1
(1)采用聚酰亚胺纤维与阻燃粘胶纤维为原料，按照50:50的质量比纺制Nm86/2纱线作为第一纱线A；采用间位芳纶纤维与静电纤维为原料，按照98:2的质量比纺制Nm80/2纱线作为第二纱线B。
第一纱线A作为经纱和纬纱相互交织得到表层，表层组织为平纹两立格结构；第二纱线B作为经纱和纬纱相互交织得到里层，里层组织结构为平纹结构。表层与里层的经纬纱排列均为2:1；接结纱为第一纱线A，表层与里层通过接结经法(如图3所示)得到接结双层织物；
将接结双层织物进行烧毛、退浆、水洗等前处理，烘干备用；
(2)利用圆网印花机对已经完成前处理的织物里层进行防水整理，网眼直径为5mm，网眼间距为3mm，网眼面积占总网面积的65％。印花糊料中防水剂用量为20g/L，印花车速为10m/min，印花完成后在120℃下烘干5min，然后于180℃下焙烘3min。
(3)再使用亲水整理剂、凉感整理剂与抗菌整理剂对防水整理后的织物进行浸-轧-烘-焙整理，亲水整理剂、凉感整理剂与抗菌整理剂用量均为20g/l，轧液率为120％，车速为20m/min，烘干温度为100℃，烘干时间为5min，焙烘温度为170℃，焙烘时间为3min，得到具有单向导湿功能、凉感性能、抗菌功能的多功能阻燃面料。
多功能阻燃面料的表层具有亲水性，里层大部分为防水性区域，其中表层与里层的接结点4位置具有单向导湿功能，且多功能阻燃面料具有凉感性能与抗菌性能。
对多功能阻燃面料参照GB 8965.1-2009进行洗涤，参照GB/T 21655.2-2019进行单向导湿功能测试，参照GB/T 35263-2017进行接触凉感系数测试，参照GB/T 20944.3-2008进行抗菌性能测试，参照GB/T 5455-2014进行阻燃性能测试。具体结果如表1所示：
表1
测试项目 整理后双层织物 普通双层织物
单向传递指数(级) 5 1
液态水动态传递综合指数(级) 5 1
接触凉感系数J/(cm<sup>2</sup>·s) 0.182 0.146
抑菌率(％) 87 9
碳化长度(mm) 28 30
由表1所示数据分析可得，整理后的接结双层织物的单向传递指数大幅提高至5级，同时其接触凉感系数由0.146J/(cm2·s)提高至0.182J/(cm2·s)，抑菌率由9％提高至87％，可知整理后的接结双层织物具有单向导湿功能、凉感性能和抗菌功能，具有良好的服用性能。
实施例2
(1)采用间位芳纶纤维和阻燃粘胶纤维为原料，按照50:50的质量比纺制Nm60/2纱线作为第一纱线A；采用间位芳纶纤维、对位芳纶纤维与和静电纤维为原料，按照93:5:2的质量比纺制Nm60/2纱线作为第二纱线B。
第一纱线A作为经纱和纬纱相互交织得到表层，表层组织为斜纹结构；第二纱线B作为经纱和纬纱相互交织得到里层，里层组织结构为平纹结构。表层与里层的经纬纱排列均为2:1；接结纱为第一纱线A，表层与里层通过接结经法(如图4所示)得到接结双层织物；
将接结双层织物进行烧毛、退浆、除蜡等前处理，烘干备用；
(2)利用圆网印花机对已经完成前处理的织物里层进行防水整理，网眼直径为5mm，网眼间距为3mm，网眼面积占总网面积的65％。印花糊料中防水剂用量为20g/L，印花车速为10m/min，印花完成后在110℃下烘干5min，然后于170℃下焙烘3min。
(3)再使用亲水整理剂、凉感整理剂与抗菌整理剂对防水整理后的织物进行浸-轧-烘-焙整理，亲水整理剂、凉感整理剂与抗菌整理剂用量均为20g/l，轧液率为120％，车速为20m/min，烘干温度为100℃，烘干时间为5min，焙烘温度为180℃，焙烘时间为3min，得到具有单向导湿功能、凉感性能、抗菌功能的多功能阻燃面料。
多功能阻燃面料的表层具有亲水性，里层大部分为防水性区域，其中表层与里层的接结点4位置具有单向导湿功能，且多功能阻燃面料具有凉感性能与抗菌性能。
对多功能阻燃面料参照GB 8965.1-2009进行洗涤，参照GB/T 21655.2-2019进行单向导湿功能测试，参照GB/T 35263-2017进行接触凉感系数测试，参照GB/T 20944.3-2008进行抗菌性能测试，参照GB/T 5455-2014进行阻燃性能测试。具体结果如表2所示：
表2
测试项目 整理后双层织物 普通双层织物
单向传递指数(级) 5 1
液态水动态传递综合指数(级) 5 1
接触凉感系数J/(cm<sup>2</sup>·s) 0.185 0.16
抑菌率(％) 91 10
碳化长度(mm) 55 58
由表2所示数据分析可得，整理后的接结双层织物的单向传递指数大幅提高至5级，同时其接触凉感系数由0.16J/(cm2·s)提高至0.185J/(cm2·s)，抑菌率由10％提高至91％，可知整理后的接结双层织物具有单向导湿功能、凉感性能与抗菌性能，具有良好的服用性能。
本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (10)

1.一种基于接结双层织物的多功能阻燃面料的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
(1)接结双层织物的制备：采用第一纱线作为经纱和纬纱交织得到第一织物层，作为表层；第二纱线作为经纱和纬纱交织得到第二织物层，作为里层；表层与里层织造得到接结双层织物，其中接结纱采用第一纱线；表层的吸湿性优于里层；表层与里层的经纬纱排列均为1～3:1；
第一纱线是以阻燃维纶纤维或阻燃粘胶纤维为主体成分经纯纺或混纺得到的；第二纱线是以间位芳纶纤维、对位芳纶纤维、阻燃腈纶纤维或聚酰亚胺纤维为主体成分经纯纺或混纺得到的；第一纱线的纱支为Nm90/2～Nm50/2；第二纱线的纱支为Nm80/2～Nm40/2；
(2)接结双层织物里层的防水整理：利用圆网印花机或平网印花机对接结双层织物的里层进行防水整理，将圆网印花机或平网印花机的网眼结构作用于表层与里层的非接结点处，使得接结双层织物的里层除接结点以外的位置获得防水功能；圆网印花机或平网印花机的网眼直径为3mm～10mm，网眼间距为3mm～10mm；
(3)接结双层织物的亲水整理：利用亲水整理剂经浸-轧-烘-焙工艺对步骤2)得到的织物进行亲水整理，使得接结双层织物的表层和接结点具有亲水性，得到具有单向导湿功能的单向导湿功能面料。
2.根据权利要求1所述的基于接结双层织物的多功能阻燃面料的制备方法，其特征在于步骤1)中，表层与里层的织造方法为联合接结法、接结经法或接结纬法。
3.根据权利要求2所述的基于接结双层织物的多功能阻燃面料的制备方法，其特征在于步骤1)中，所述联合接结法的工艺是在织表层时，里经提起与表纬交织，同时在织里层时，表经沉下与里纬交织。
4.根据权利要求2所述的基于接结双层织物的多功能阻燃面料的制备方法，其特征在于步骤1)中，所述接结经法的工艺是在织表层时，里经提起与表纬交织；所述接结纬法的工艺是在织表层时，里纬提起与表经交织。
5.根据权利要求1所述的基于接结双层织物的多功能阻燃面料的制备方法，其特征在于步骤2)中，圆网印花机或平网印花机的网眼面积占总网面积的40％～80％；印花车速为10m/min～30m/min；烘干温度100℃～120℃，烘干时间1min-7min；焙烘温度170℃～190℃，焙烘时间1min～3min。
6.根据权利要求1所述的基于接结双层织物的多功能阻燃面料的制备方法，其特征在于步骤2)中，防水剂用量为10～40g/L；防水剂为C8防水剂、C6防水剂、C4防水剂或无氟防水剂。
7.根据权利要求1所述的基于接结双层织物的多功能阻燃面料的制备方法，其特征在于步骤3)中，亲水整理剂用量为10～40g/L；轧液率110％～150％；烘干温度90℃～100℃，烘干时间为3min-7min；焙烘温度150℃～170℃，焙烘时间1min～3min。
8.一种权利要求1-7任一所述的基于接结双层织物的多功能阻燃面料的制备方法得到的单向导湿功能面料，其特征在于所述单向导湿功能面料包括亲水性表层和结合有单向导湿点位的防水性里层。
9.一种基于接结双层织物的多功能阻燃面料的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
(1)采用聚酰亚胺纤维与阻燃粘胶纤维为原料，按照50:50的质量比纺制Nm86/2纱线作为第一纱线；采用间位芳纶纤维与静电纤维为原料，按照98:2的质量比纺制Nm80/2纱线作为第二纱线；
第一纱线作为经纱和纬纱相互交织得到表层，表层组织为平纹两立格结构；第二纱线作为经纱和纬纱相互交织得到里层，里层组织结构为平纹结构；接结纱为第一纱线，表层与里层通过接结经法得到接结双层织物；
(2)利用圆网印花机对已经完成前处理的织物里层进行防水整理，将圆网印花机或平网印花机的网眼结构作用于表层与里层的非接结点处，使得接结双层织物的里层除接结点以外的位置获得防水功能；网眼直径为5mm，网眼间距为3mm；
(3)再使用亲水整理剂防水整理后的织物进行浸-轧-烘-焙整理，使得接结双层织物的表层和接结点具有亲水性，得到具有单向导湿功能的单向导湿功能面料。
10.一种基于接结双层织物的多功能阻燃面料的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
(1)采用间位芳纶纤维和阻燃粘胶纤维为原料，按照50:50的质量比纺制Nm60/2纱线作为第一纱线；采用间位芳纶纤维、对位芳纶纤维与和静电纤维为原料，按照93:5:2的质量比纺制Nm60/2纱线作为第二纱线；
第一纱线作为经纱和纬纱相互交织得到表层，表层组织为斜纹结构；第二纱线作为经纱和纬纱相互交织得到里层，里层组织结构为平纹结构；接结纱为第一纱线，表层与里层通过接结经法得到接结双层织物；
(2)利用圆网印花机对已经完成前处理的织物里层进行防水整理，将圆网印花机或平网印花机的网眼结构作用于表层与里层的非接结点处，使得接结双层织物的里层除接结点以外的位置获得防水功能；网眼直径为5mm，网眼间距为3mm；
(3)再使用亲水整理剂对防水整理后的织物进行浸-轧-烘-焙整理，使得接结双层织物的表层和接结点具有亲水性，得到具有单向导湿功能的单向导湿功能面料。
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