染整工藝對針織物阻燃整理效果的影響

染整工藝對針織物物防火后整理效果的影響 選擇針織物物來考察其防火后整理的效果，主要研究了漂白、上色以及用于漂染整理的一些化學助劑等不同的印染后整理工藝對織物可燃性后整理的影響。試驗中采納BS5438燃燒性能垂直測試法測試后整理織物的可燃水平，該方法的測試結果特別接近于織物的實際燃燒行為。應用SPSS程序對試驗結果進行了統(tǒng)計分析和評價，精確地描述了化學參數(shù)是如何、以何種程度影響針織物物燃燒行為的。

據(jù)統(tǒng)計，在一般的家庭火災中，首先被點燃的通常是布料品、木制品和紙張等，占起火原因的63%占燃燒材料的70%。面料品，是簡單燃燒的，通常首先被點燃的是棉織物（90.6%），其次是家具填充物和床墊（6%）、裝飾織物（1.7％）及其他裝飾面料品（1.7%）等。

通過采納燃燒性能較差的材料、加強對原材料和制成品的檢測以及對相關法律和規(guī)章制度的完善等措施，均有助于減少由于面料品而造成的財產(chǎn)損失乃至傷亡事故的發(fā)生，但由于這些方案要么限制了人們的選擇權及審美觀，要么給人們造成了沉重的經(jīng)濟負擔，因此難以為廣大群眾所接受。

這樣看來，明確纖維及織物結構是如何影響產(chǎn)品終燃燒性能，以此來指導生產(chǎn)便顯得非常重要。通過對整理過程的操縱，我們就有可能生產(chǎn)出具有適宜物理及燃燒性能的終產(chǎn)品。在以前的研究工作中，我們曾試圖精確地描述針織物物性能對其防火性的影響。通過研究，我們分析了針織物物印染后整理工藝對其防火性能的影響，以揭示整理過程中的物理、化學參數(shù)對產(chǎn)品防火性的作用。

織物的可燃性決策于各種各樣的因素，例如纖維的成分、織物的結構、氧的濃度以及環(huán)境條件（濕度、溫度和氣流速度等），但織物上的后整理劑對其燃燒性能的影響也不容忽視。這些后整理劑能夠通過催化織物產(chǎn)生可燃性物質、干擾防火劑系統(tǒng)或者間接地和織物上殘余上色助劑及印花粘合劑發(fā)生相互作用等方式來影響織物的燃燒行為。眾所周知，在洗燙過程中沉積于織物上的硬水物質，特別是對于以無磷清洗劑清洗的產(chǎn)品，能夠提高某些材料的可燃性并阻礙防火劑發(fā)生作用。就織物的印染后整理工藝而言，早期研究表明：酸性、還原及直接染料和酸性熒完增白劑均可提高織物的LOI值；而另一方面，活性染料對織物LOI值的影響強弱卻取決于應用方式。因此，我們就有可能通過在上色處方中引入含氮、硫及鹵素的基團或引入諸如銅、鈷等金屬離子來提高織物的LOI值，這些物質還有助于預防由于織物熱分解而產(chǎn)生可燃、易爆氣體。研究顯示：分散染料，特別是含氮分散染料可能對滌綸織物的可燃性具有特別明顯的抑制作用。其它，漂白、凈洗及柔軟等清洗助劑一般是可燃性的，若清洗后織物上仍殘留有這些化學品，則織物的可燃性會被增強。

在這種背景下，那種認為工作裝布料的潛在可燃性極大地取決于印染工藝的觀念是合理的。早期的相關研究均取材于一種后整理基布，并考察它對材料可燃性的影響。本研究中，我們采納了經(jīng)過認真選擇的針織物物；在前期的研究中，我們曾就這些針織物物的物理參數(shù)對其防火性的影響進行了研究，以測定各種印染工藝及印染助劑對織物燃燒特性的影響程度。這樣，我們便有可能就全部可能的印染整理對某一種織物燃燒特性的影響作出評估。

試驗 全部織物為未經(jīng)染整整理的原本色棉布。經(jīng)煮練后，這些織物隨之用不同的印染整理工藝處理，處理后的織物經(jīng)冷水漂洗并自然晾干。 化學藥品及試驗方法 漂白。純棉19.4tex單面針織物物以0.2%、0.4%和0.6%的雙氧水（Merc,50%）用量進行漂白。

熒完增白。我們選擇了兩種熒完增白劑Unitex2BT(Setas化學公司)和陰離子、反應型的TechowhiteNABFlüssig(ToranKimyaCo.,TextilColorAG)來研究熒完增白劑對針織物物防火性能的影響。這兩種熒完增白劑均為芪結構衍生物，在漂白-增白浴中的使用量分別為0.05、0.1%和0.2%。當增白劑濃度變化時，雙氧水的濃度則固定為0.4%。 活性染料上色：采納特別適用于棉及粘膠纖維的RemazolNavyRGBgran150%活性染料（DystarCo.，BASF）分別以0.5%、1%、2%的濃度對棉和粘膠織物進行上色。 分散染料上色。以分散染料DispersolNavyC-VSE（DystarCo.,BASF）對滌綸單面針織物物進行上色，染料濃度分別取0.5%、1%和2%。

柔軟后整理。柔軟后整理可使織物柔軟，給予織物滑爽的手感，并可改善織物的可縫紉性。在生產(chǎn)中，常用的柔軟劑為陰離子、季銨鹽及非季銨鹽陽離子、非離子和中性柔軟劑。本研究采納了陽離子型KF94、非離子型WF95（Setas化學公司）、微乳型SoftyconMES有機硅（ToranKimyaCo.，TextilColorAG）、陽離子型HagesoftKD、非離子型HagesoftNT（LefateksChemicalCo.，THORGmbH）以及兩性型SoftyconPWSK（ToranKimyaCo.，TextilColorAG）等柔軟劑以五個不同的濃度水平（硅柔軟劑：1%、1.5%、2%、2.5%和3%；其他柔軟劑：1%、2%、3%、4%和5%）應用于棉織物漂白浴。

消泡劑。在漂白浴（0.4%H2O2）中分別加入五種不同濃度(0.1g/L、0.2g/L、0.3g/L、0.4g/L和0.5g/L)的弱兩性型TCEntshaeumerTSR-K消泡劑（Toran Kimya Co.,Textil ColorAG），以研究消泡劑對織物防火性的影響。 抗起球劑。選用了ToracallASW-1酸性纖維素酶（ToranKimyaCo.,TextilColorAG）來研究酶的應用對織物可燃性的影響?？蛊鹎騽┦褂玫臐舛人綖椋?.5%、1%、1.5%、2%和2.5%。 織物所經(jīng)歷的全部后整理整理均采納Ahiba實驗上色機，以1:20的生產(chǎn)浴比進行。織物印染后整理處方及其后處理工藝見表2。每個試樣的可燃性均進行四次平行測試，共進行了297次測試以評價其后整理效果。

由于垂直燃燒測試法更加接近于人們穿著工作裝的實際情況，故我們采納了BS5438燃燒性能垂直測試法測試后整理織物的可燃性。測試前，將試樣在溫度20℃±2℃和相對濕度65%±2%條件下平衡24h。試驗測試了全部試樣的點燃時間和火焰擴散60cm所需的時間，測試火焰擴散速度（R,mm/s）的同時還測試了碳化長度及燃燒時間。

我們對試驗結果進行了方差分析，以揭示后整理工藝的重要意義；以回回分析研究了后整理工藝和后整理織物可燃性間的相關性。工藝變量（如漂白、上色等）的重要性隨著不同的顯著性水平（如0.05、0.01）而發(fā)生變化。

試驗結果 漂白。由多元回回分析（火焰?zhèn)鞑ニ俣菷=25.8，R2=79.9%,sig.＜＜0.01）得知，漂白工藝明顯影響了織物的燃燒特性。隨過氧化物成分的增加，織物的火焰?zhèn)鞑ニ俣让黠@加快。這可能是由于織物上的污物和無機鹽被去除且漂后的棉織物中含有一些可燃性物質的原因。當雙氧水用量為0.4%和0.6%時，織物具有大的燃燒速率

由多元回回分析的結果（R2=96%，sig.＜＜0.01）還可知：織物的點燃時間同樣明顯地受到漂白工藝的影響。當雙氧水用量為0.2%時，織物的點燃時間縮短1.5s。 熒完增白。方差分析及回回分析（對Uvitex：R2=21%，sig.＝0.074；對Techowhite：R2=0.3%，sig.＝0.876，結果表明：在熒完增白劑試驗用量范圍內(nèi)，其用量對針織物物的火焰?zhèn)鞑ニ俣燃包c燃時間沒有明顯的影響。我們認為，這可能是受到了漂白浴中雙氧水的影響。

活性染料上色多元回回分析（對棉織物：R2=96.6%，sig.＜＜0.01；對粘膠織物：R2=0.37%，sig.＝0.781）表明：織物的火焰?zhèn)鞑ニ俣葮O大地受到染料濃度的影響。染料濃度的提高促使火焰在棉織物上的傳播速度加快；然而對于粘膠織物來說，這一現(xiàn)象則不甚明顯。 我們認為活性染料對棉織物可燃性的影響可能是由于上色整理去除了一部分化學助劑的原因，而不是由于精練。應該在浴液中提高燒堿濃度以增加顏色深度。

分散染料上色。研究結果表明，在我們所選用的分散染料濃度下，滌綸織物的點燃時間不受染料濃度的影響。全部試樣均可在2s之內(nèi)點燃，和未經(jīng)上色的滌綸織物沒有區(qū)別。然而，火焰在織物上的傳播速度卻隨染料用量的增加而明顯提高（R2=79.1%,F=24.59），染料濃度和針織物物可燃性關系即得出。有趣的是，染料用量為1.5%和2%的試樣具有相同的火焰?zhèn)鞑ニ俣?。這一現(xiàn)象證實了前人的研究結果。

柔軟后整理。研究發(fā)覺，在我們所選用的濃度范圍內(nèi)，柔軟劑對織物的點燃時間沒有影響；但多元回回分析結果表明，柔軟劑對火焰在織物上的傳播速度影響顯著。當使用弱陽離子微乳型有機硅柔軟劑和非離子柔軟劑時，織物具有快的火焰?zhèn)鞑ニ俣?；而非離子有機硅類柔軟劑則可給予織物低的火焰?zhèn)鞑ニ俣取?/p>

全部的柔軟劑均會導致織物的火焰?zhèn)鞑ニ俣燃眲〉靥岣撸椢锏娜紵俾视?8mm/s～20mm/s提高到35mm/s～42mm/s。這是由于柔軟劑本身含有脂肪酸縮合物或脂肪酸衍生物而使其成為一種易燃材料。

消泡劑的影響。任何能夠改變某一物體系統(tǒng)表面性能而使其不易產(chǎn)生泡沫的化學品均可被稱為消泡劑，這些化學品常被用于布料品的印染整理浴及印花色漿中。對火焰?zhèn)鞑ニ俾实幕鼗胤治觯≧2=79.2%，F(xiàn)=40）表明，消泡劑的使用對織物的可燃性影響顯著；而無論消泡劑的濃度高低，織物的點燃時間均為3s。隨著消泡劑用量的增加，織物燃燒速率明顯地增大；而且，不論消泡劑用量的多少，織物的燃燒速率都是較高的（R>30mm/s）。消泡劑在這方面的實際效果取決于其中可燃的脂肪酸酯、脂肪酸鹽和高分子量的碳氫化合物。

抗起球劑的影響?？椢锏娜紵阅軠y試及統(tǒng)計分析結果（R2=74.9%，F(xiàn)=31.41）均表明：隨抗起球劑用量的提高，織物的燃燒速率也明顯增加。當其用量超過1%時，抗起球劑使織物的燃燒速率達到35mm/s。另一方面，織物的點燃時間并不隨抗起球劑用量的變化而改變。 結論 在本研究中，我們研究了印染工藝對針織物物防火性能的影響。主要報道了印染工藝（雙氧水漂白、熒完增白處理、活性染料及分散染料上色等）和常用于針織物物染整的印染助劑（柔軟劑、消泡劑、抗起球后整理劑等）對針織物物防火性能的影響。試驗采納了燃燒性能垂直測試法測試了297個印染后整理試樣的可燃水平；并應用了SPSS程序對試驗結果進行了方差及多元回回分析和評價。

由研究結果可看出，針織物物的印染后整理工藝能夠明顯地影響其可燃性，特別是其燃燒速度。隨著雙氧水用量的增加，織物的燃燒速度可從12mm/s提高至20mm/s～22mm/s。然而，和以前的研究結果———“當熒完增白劑的用量較高時，織物LOI值也較高”不同的是：本研究發(fā)覺，熒完增白劑濃度的變化不會明顯地影響漂白針織物物的燃燒特性。活性染料可明顯地促使火焰在棉織物上傳播速度的加快。我們認為，織物這種燃燒行為的變化并不依賴于活性染料的濃度，而是取決于染浴中燒堿濃度的提高。經(jīng)分散染料上色后的滌綸針織物物，其燃燒速度提高100%，由5.5mm/s提高到10mm/s。這說明，分散染料對滌綸織物的可燃性具有特別重要的影響。

有機硅和柔軟劑均可提高漂白織物的燃燒速度50%。和柔軟劑相似，消泡劑也可提高漂白織物的燃燒速度60%～70%。將抗起球劑應用于純棉針織物物時，即便是較小的濃度也會導致織物的可燃性提高50%～70%，這可能是由抗起球劑對纖維的損傷而引起。由柔軟劑、有機硅、消泡劑及抗起球后整理劑而導致的織物燃燒速率明顯提高，提示我們應完量少應用這些助劑，或完量采納那些燃燒性較低的材料。

由本研究所得出的其它一個重要結論是：在較低的后整理劑濃度范圍內(nèi)，織物的著火時間便可下降1s～2s；隨后無論后整理劑濃度如何，這一數(shù)值卻不再變化?？梢?，較低的后整理劑用量就會導致織物防火性明顯地降低；后整理劑濃度較高時，其對織物著火時間的影響反而較小。

 

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