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      耐久性阻燃劑對熒光染色棉織物色光的影響

                                 耐久性阻燃劑對熒光染色棉織物色光的影響
                                     曹機良,孟春麗,王延偉,程獻偉,盧奎
                       (河南工程學院材料與化學工程學院,河南鄭州450007)
          摘要:采用耐久性阻燃劑FPK8002 對活性熒光黃FL 染色的棉織物進行阻燃整理,探討阻燃劑、樹脂和磷酸用量,焙烘溫度和時間對染色熒光棉織物的顏色特征值、最大反射率和色差的影響。結果表明,阻燃劑、樹脂和磷酸用量的增加,以及焙烘溫度的升高和焙烘時間的延長,均使織物的明度L*、鮮艷度C*和最大反射率Rmax有所降低,但染色熒光棉織物的熒光性能仍符合歐洲標準EN471—2003 的要求。
          關鍵詞:染色;功能性整理;活性熒光染料;阻燃劑;棉織物
          中圖分類號:TS193.632 文獻標識碼:A 文章編號:1000-4017(2014)18-0011-04
          0· 前言
          熒光織物作為警示面料有著廣泛的市場需求。近年來,越來越多的普通服裝面料、裝飾面料也開始采用熒光織物[1-2]。在眾多熒光面料中,熒光棉織物是一類重要的產品,棉織物熒光染色主要采用熒光涂料[3-4],也有采用新型活性熒光染料[5-8];钚詿晒恻SFL染色織物的手感優于熒光涂料染色織物,且牢度優良,是高檔熒光黃純棉或滌棉面料的首選,但價格昂貴。
          本試驗采用耐久性阻燃整理劑FPK8002,對活性熒光黃FL染色棉織物進行阻燃整理,探討了各種因素對熒光黃染色棉織物顏色特征值和熒光性能的影響,以期為活性熒光黃FL染色棉織物的阻燃整理提供借鑒。
          1· 試驗
          1.1 織物與試劑
          織物純棉梭織物試劑活性熒光黃FL,阻燃整理劑FPK8002、醚化六羥甲基三聚氰胺樹脂(上海赫特化工有限公司),皂洗劑TANATERGE PURA(拓納化學),磷酸,碳酸鈉,氯化鈉
          1.2 染色
          染色處方
          染料/%(omf)        6
          氯化鈉(/ g·L-1) 50
          碳酸鈉(/ g·L-1) 15
          浴比                        1∶20
          染色工藝
          30 ℃始染,以1 ℃/min升溫至60 ℃,加入碳酸鈉,保溫60 min;染畢,水洗、皂洗(2 g/L 皂洗劑TANATERGE PURA,浴比1∶50,90 ℃處理15 min)、水洗、晾干。
          1.3 阻燃整理
          阻燃整理處方(/ g·L-1)
          阻燃劑FPK8002                           x
          醚化六羥甲基三聚氰胺樹脂      y
          磷酸                                              z    
          阻燃整理工藝兩浸兩軋阻燃整理液(軋余率85%)→80 ℃烘干5 min→170 ℃焙烘2.5 min→水洗(10 g/L碳酸鈉),60 ℃熱水洗,烘干。
          1.4 測試方法
          1.4.1 顏色特征值
          用Color-Eye 7000A測色儀測定試樣的表觀色深K/S值、明度值L*、紅綠指數a*、黃藍指數b*、鮮艷度C*、色相角H*和最大反射率R、色度坐標值x和y,采用D65光源和10°觀察角,每個試樣測定4次,取平均值。
          依據EN471—2003《高可視警示職業裝——測試方法和要求》測試,該標準規定了用于高可視性服裝反光材料的顏色應滿足的色彩區域,若織物的色度坐標值x 和y 對應的點在色彩區域范圍內,則可判斷該織物符合熒光強度要求。
          1.4.2 織物阻燃性能
          (1)炭損長度
          依據GB/T 5455—1997《紡織品燃燒性能試驗垂直法》,用M601垂直法織物阻燃性能測試儀(青島山紡儀器有限公司)測定。
          (2)極限氧指數(LOI)
          依據GB/T5454—1997《紡織品燃燒性能試驗氧指數法》,在M606A氧指數測定儀(青島山紡儀器有限公司)上測定。
          2· 結果與討論
          2.1 阻燃劑質量濃度的影響
          設定醚化六羥甲基三聚氰胺樹脂80 g/L,磷酸20 g/L,兩浸兩軋(軋余率85%),80 ℃烘干5 min,170 ℃焙烘2.5 min,阻燃劑質量濃度對活性熒光黃FL染色棉織物顏色特征值、最大反射率、色差和熒光強度的影響見表1。
          
          由表1可知,隨著阻燃劑質量濃度的增加,染色熒光織物的明度值L*有所下降,紅綠指數a*增大,黃藍指數b*減小,鮮艷度C*降低,色相角H*變化較;色差值ΔE 較原樣增加,最大反射率Rmax 減小。因此,阻燃劑對棉織物的色光有一定的影響,且阻燃劑質量濃度越大,色光變化越大。通過最大反射率的逐漸變小可知,阻燃整理雖然對熒光染色棉織物的熒光性能有一定影響,但織物的熒光強度仍滿足歐洲標準EN471—2003的要求。由阻燃劑質量濃度對熒光染色棉織物極限氧指數(LOI)的影響可知,隨著阻燃劑質量濃度的提高,棉織物的LOI逐漸增加,說明織物的阻燃效果增強。但當阻燃劑質量濃度達到300 g/L后,再提高阻燃劑質量濃度,織物的LOI增加程度大為降低。這說明阻燃劑質量濃度為300 g/L時織物已具有較好的阻燃效果,進一步增加阻燃劑質量濃度對織物阻燃效果影響不大,反而增加成本。
          2.2 樹脂質量濃度的影響
          設定阻燃劑300 g/L,改變樹脂質量濃度,其他條件同2.1節,樹脂質量濃度對活性熒光黃FL染色棉織物的顏色特征值、最大反射率、色差和熒光強度的影響見表2。
           
          由表2可知,隨著樹脂用量的增加,染色熒光織物的顏色特征值變化較小,但最大反射率Rmax逐漸降低。因此,活性熒光黃FL染色棉織物經阻燃整理后,顏色特征值的變化與阻燃劑在棉織物上的結合量有關,而基本不受樹脂用量的影響。樹脂的加入主要用于提高阻燃整理織物的手感和耐洗性,對阻燃劑與棉織物的結合量影響較小。最大反射率隨樹脂用量的增加而降低,原因可能與樹脂在織物表面的成膜厚度有關,成膜越厚的織物,反射率越低。加入120 g/L樹脂后,織物的熒光強度仍滿足歐洲標準EN471—2003的要求。由阻燃劑用量對熒光染色棉織物極限氧指數的影響可知,樹脂對整理織物的LOI 值影響較小。這是因為樹脂的主要作用是提高阻燃劑與纖維的結合牢度,其本身對阻燃效果影響不大,從耐洗性的角度出發,可以考慮選擇樹脂用量90 g/L左右。
          2.3 焙烘溫度的影響
          設定樹脂80 g/L,改變焙烘溫度,其他條件同2.2節,焙烘溫度對活性熒光黃FL染色棉織物顏色特征值、最大反射率、色差和熒光強度的影響見表3。
          
          由表3可知,隨著焙烘溫度升高,染色熒光織物的明度值L*有所下降,紅綠指數a*增大,黃藍指數b*減小,鮮艷度C*降低,色相角H*變化較;與原樣相比,色差值ΔE 增加,最大反射率Rmax減小。焙烘溫度在140~170 ℃時,熒光染色織物的色光略有變化。當焙烘溫度升至180 ℃,整理織物的顏色特征值變化非常明顯,表觀色深明顯降低,最大反射率也明顯降低,說明180 ℃整理時,織物的熒光強度雖然仍滿足歐洲標準EN471—2003的要求,但該溫度對織物的色光影響較大,因此,焙烘溫度不能高于180 ℃。
          由焙烘溫度對阻燃整理織物極限氧指數的影響可知,隨著焙烘溫度的升高,整理織物的阻燃效果提高。這是因為溫度越高,阻燃劑、纖維、樹脂之間的結合反應速率越高,織物上結合的阻燃劑越多,但過高的溫度對織物的色光和強力都會造成很大的影響,故可選擇焙烘溫度170 ℃。
          2.4 磷酸質量濃度的影響
          設定170 ℃焙烘,其他條件同2.3節,改變磷酸用量,考察對活性熒光黃FL染色棉織物顏色特征值、最大反射率、色差和熒光強度的影響,如表4所示。
          
          由表4可知,磷酸質量濃度對染色熒光織物的顏色特征值影響較小。由磷酸質量濃度對阻燃效果的影響可知,增加磷酸質量濃度有利于提高阻燃性能,這是因為磷酸在阻燃劑與棉纖維反應過程中起催化作用,有利于阻燃劑與棉纖維的結合,但過高的磷酸質量濃度會導致棉織物強力的嚴重下降,故選擇磷酸質量濃度20 g/L左右。
          2.5 焙烘時間的影響
          設定磷酸用量20 g/L,其他條件同2.4節,改變焙烘時間,考察對活性熒光黃FL染色棉織物的顏色特征值、最大反射率、色差和熒光強度的影響,見表5。
          
          由表5可知,隨著焙烘時間的延長,熒光染色織物的明度值L*有所下降,紅綠指數a*略有增大,黃藍指數b*減小,鮮艷度C*降低,色相角H*變化較小,與原樣相比,色差值ΔE 增加,最大反射率Rmax減小。不同的焙烘時間條件下,整理織物的熒光強度仍能滿足EN471—2003標準的要求。由焙烘時間對棉織物阻燃性能的影響可知,延長焙烘時間有利于阻燃效果的提高,但過長的焙烘時間不會提高棉織物的阻燃效果。這是因為170 ℃的焙烘溫度下,阻燃劑與棉織物的反應不需要很長時間,時間過長反而導致織物強力下降。因此,當焙烘溫度為170 ℃時,選擇焙烘時間為2.5 min。
          2.6 色牢度和阻燃性能測試
          綜上,采用優化工藝整理棉織物,即阻燃劑用量300 g/L,樹脂80 g/L,磷酸20 g/L,兩浸兩軋(軋余率85%),80 ℃烘干5 min,170 ℃焙烘2.5 min,測定熒光染色棉織物的耐洗、耐摩擦色牢度和阻燃性能,結果見表6。
          
          從表6可知,阻燃整理對棉織物的耐洗和耐摩擦色牢度沒有影響,且整理織物的炭長為5.5 cm,LOI值由19.2增加到28.5。
          3· 結論
          (1)采用6%(omf)活性熒光黃FL 對棉織物進行熒光染色,再用耐久性阻燃劑FPK8002進行阻燃整理,各工藝因素對阻燃整理織物色光的影響為:織物的明度值L*降低,紅綠指數a*增大,黃藍指數b*減小,鮮艷度C*降低,色相角稍微變小,K/S 值降低,最大反射率Rmax降低,但染色織物的熒光強度仍滿足歐洲標準EN471—2003的要求。
          (2)阻燃整理后織物的阻燃性能明顯提高,織物的炭長降低至5.5 cm,LOI值由19.2提高到28.5,且耐摩擦色牢度和耐洗色牢度沒有明顯變化。
          (3)耐久性阻燃劑FPK8002適合于活性熒光黃FL染色棉織物的阻燃整理,選擇適當的工藝條件可制得阻燃熒光黃棉織物。
      參考文獻:
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      [5]王江波, 羅敏亞, 李亞萍, 等. 活性熒光黃FL的染色性能[J]. 印染,2013,39(13):36-38.
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