耐洗碳化膜无熔滴面料的制作方法

1.本发明属于混纺面料技术领域，尤其涉及一种耐洗碳化膜无熔滴面料。


背景技术：

2.面料在燃烧后，根据燃烧产物形态的不同，可以分为熔滴面料和无熔滴面料。众所周知，聚酯纤维燃烧后有熔滴，天然纤维燃烧后碳化无熔滴。国际上好多国家都有无熔滴面料的研发与生产，例如日本使用腈纶类纤维使面料达到无熔滴，欧洲或是国内也有使用维伦以达到无熔滴的效果。
3.其中，前者熔滴状的燃烧产物会紧紧地贴在皮肤上，造成严重的二次伤害，这是十分危险的，所以无熔滴面料用于石油、化工、粉尘等易燃易爆救火、高温作业、应急训练等行业及场合。
4.其次，同样是无熔滴面料，还可以再分，例如飞灰无熔滴面料，以及碳化膜无熔滴面料，前者的燃烧灰烬会在空中飞起来，在爆炸、火灾等危险场合，虽然不会因熔融滴落造成二次伤害，不过也会让皮肤直接暴露在高温的火焰环境下。
5.而后者就相对较优了，其可以碳化成膜，在爆炸、火灾等危险场合，既不会因熔融滴落造成二次伤害，而且对环境的热伤害具有部分隔绝作用。
6.但是另一方面，现有的无熔滴面料，主要还是把研发重心放在面料的燃烧无熔融效果上，还没有在无熔滴碳化成膜的面料领域有所关注与突破，个别的碳化成膜面料也只能耐洗1-2次，然后就丧失燃烧碳化成膜性能了。
7.专利公开号为cn107177979a，公告日为2017.09.19的中国发明专利公开了一种无熔滴阻燃涤纶纤维/织物及其制备方法，其特征是在阻燃涤纶纤维/织物的外表面浸渍含有阻燃剂、交联剂的胶液，通过电子束辐照在织物上接枝引入阻燃剂和交联剂形成表层材料；先用水蒸汽汽蒸,再经皂洗、漂洗和干燥，制得增重质量百分比为5～35%的所述无熔滴阻燃涤纶纤维/织物。
8.但是该发明专利中的无熔滴阻燃涤纶纤维/织物，其采用了大量阻燃剂来实现足够的无熔滴阻燃效果，因此织物本身贴身穿着的体验就很差了。
9.而且更重要的是，其无熔滴效果恰恰就是飞灰无熔滴，面料燃烧后，皮肤就直接暴露了，仍然是极其危险的。
10.所以综上所述，现在急需一种碳化成膜无熔滴功能长期有效的新型面料，至少多次水洗之后碳化成膜无熔滴功能不能显著降低。


技术实现要素：

11.本发明的目的是提供一种耐洗碳化膜无熔滴面料，其混纺纤维包括聚酰胺酯纤维、棉纤维以及聚酯纤维，聚酰胺酯纤维的含量为54.2-62.5wt%，聚酰胺酯纤维由对苯二甲酸、十二烷二醇以及己内酰胺共聚制得，聚酰胺酯纤维中酯键和酰胺键的数量比为（10.2-15.5）:1，最终面料具有碳化膜无熔滴、不易飞灰的特点，而且多次水洗后碳化膜无熔滴功
能仍然高效保持。
12.本发明解决上述问题采用的技术方案是：耐洗碳化膜无熔滴面料，面料组成包括聚酰胺酯纤维、棉纤维以及聚酯纤维，所述聚酰胺酯纤维的含量为54.2-62.5wt%，所述聚酰胺酯纤维由对苯二甲酸、十二烷二醇以及己内酰胺共聚制得，所述聚酰胺酯纤维中酯键和酰胺键的数量比为（10.2-15.5）:1。
13.在本发明中，聚酯纤维也就是涤纶，其自身就具有初步的耐水洗优点，而棉纤维是天然纤维，其自身则具有初步的无熔滴优点，申请人通过定量引入特定组分的聚酰胺酯纤维的方式来达到以下两个目的。
14.第一、将普通的无熔滴效果，提升为碳化膜无熔滴，在爆炸、火灾等危险场合，既不会因熔融滴落造成二次伤害，而且对环境的热伤害具有部分隔绝作用，即不易飞灰。
15.第二、不仅仅要碳化膜无熔滴，而且是至少50次水洗之后，碳化膜无熔滴功能仍然高效保持，不能有显著退化。
16.进一步优选的技术方案在于：所述聚酰胺酯纤维的含量为56.6wt%，所述聚酰胺酯纤维中酯键和酰胺键的数量比为14.6:1。
17.在本发明中，申请人发现上述56.6wt%含量、14.6:1比例的特定聚酰胺酯纤维在用于编织制得面料后，该面料具有无熔滴碳化成膜性能，和多次水洗后无熔滴碳化成膜性能降低幅度这两个指标综合最佳的优点，即面料穿着初期，燃烧后成膜比例大，飞灰飘起比例低于2%，在经过50次水洗之后，面料燃烧的飞灰飘起比例仍然低于3%，即为碳化膜无熔滴功能长期有效。
18.进一步优选的技术方案在于：当所述聚酰胺酯纤维的含量为54.2-56.6wt%但不包括56.6wt%时，所述聚酰胺酯纤维中酯键和酰胺键的数量比为（10.2-14.6）:1但不包括14.6:1；当所述聚酰胺酯纤维的含量为56.6-62.5wt%时，所述聚酰胺酯纤维中酯键和酰胺键的数量比为（14.6-15.5）:1。
19.在本发明中，申请人发现当聚酰胺酯纤维的含量为54.2-56.6wt%但不包括56.6wt%时，此时若增大聚酰胺酯纤维中酯键和酰胺键的比例，则会导致多次水洗之后，碳化膜无熔滴效果显著退化，所以限定了上述14.6:1的最大酯键酰胺键比例。
20.另一方面，当聚酰胺酯纤维的含量为56.6-62.5wt%时，此时适当增大酯键酰胺键比例，可以在小幅降低碳化膜无熔滴性能耐水洗能力的前提下，明显提升初始面料的碳化成膜比例，尤其是在聚酰胺酯纤维的含量为56.6wt%、酯键酰胺键比例为14.6:1的这一组，其碳化成膜的比例是最高的，因此在本发明中，提高碳化成膜比例的考量优先级，是高于延长碳化成膜无熔滴性能有效期的。
21.进一步优选的技术方案在于：所述聚酰胺酯纤维的长度为38mm，线密度为1.33-1.56dtex。
22.进一步优选的技术方案在于：所述聚酰胺酯纤维的断裂伸长率为43-49%，公定回潮率为0.6-0.7%。
23.进一步优选的技术方案在于：所述聚酰胺酯纤维的熔点为245-248℃，熔融结晶温度为170-190℃，极限氧指数loi为21.6-22.5%。
24.在本发明中，棉纤维自身具有基础的无熔滴效果，此时就要求所述聚酰胺酯纤维，也至少要具有相对基本、初级的无熔滴效果，因此限定聚酰胺酯纤维的长度、线密度如上，
最终保证所述聚酰胺酯纤维具有极限氧指数loi为21.6-22.5%的突出表现，最终不但不会给棉纤维的无熔滴效果“拖后腿”，而且反而将无熔滴效果进一步提升为碳化膜无熔滴，保证面料燃烧后不会大量飞灰。
25.进一步优选的技术方案在于：面料通过经纬编织的方式制得，所述聚酰胺酯纤维、棉纤维以及聚酯纤维制得纬纱，所述聚酰胺酯纤维以及聚酯纤维制得经纱。
26.进一步优选的技术方案在于：面料的经向密度为390-520根/10cm，纬向密度为200-280根/10cm。
27.进一步优选的技术方案在于：初始面料燃烧后的飞灰飘起比例≤2%，面料水洗50次后的燃烧飞灰飘起比例≤3%。
28.进一步优选的技术方案在于：面料在gb/t5455-1997标准下的极限氧指数为22-26%，在燃烧时无熔滴。
29.在本发明中，面料燃烧后飞灰飘起面积占整体面积的3%以内，保证不会有大量飘起的燃烧灰烬。
30.本发明具有以下优点。
31.第一、面料燃烧后无熔滴的样式为碳化膜无熔滴，碳化膜不易飞灰掉落，仍然可以覆盖皮肤，隔绝部分热量。
32.第二、面料水洗之前的碳化膜无熔滴性能十分突出，面料在50次水洗之后的碳化膜无熔滴性能仍然相对优秀，其碳化膜无熔滴性能可以长期有效。
33.第三、面料经纬编织方式简单方便，面料在消防救火、高温作业领域应用价值高。
附图说明
34.图1为本发明中无熔滴面料燃烧后形成碳化膜的样式示意图。
35.图2为现有技术中无熔滴面料燃烧后飞灰的样式示意图。
36.图3为现有技术中有熔滴面料的燃烧样式示意图。
37.图4为本发明实施例、对比例中面料性能测试结果表格。
具体实施方式
38.以下所述仅为本发明的较佳实施例，非对本发明的范围进行限定。
39.实施例1一种耐洗碳化膜无熔滴面料，面料组成包括聚酰胺酯纤维、棉纤维以及聚酯纤维，所述聚酰胺酯纤维的含量为56.6wt%，所述聚酰胺酯纤维由对苯二甲酸、十二烷二醇以及己内酰胺共聚制得，所述聚酰胺酯纤维中酯键和酰胺键的数量比为14.6:1。
40.其中，所述聚酰胺酯纤维的长度为38mm，线密度为1.56dtex。所述聚酰胺酯纤维的断裂伸长率为44%，公定回潮率为0.7%。所述聚酰胺酯纤维的熔点为246℃，熔融结晶温度为172℃，极限氧指数loi为21.8%。
41.然后，面料通过经纬编织的方式制得，所述聚酰胺酯纤维、棉纤维以及聚酯纤维制得纬纱，所述聚酰胺酯纤维以及聚酯纤维制得经纱。面料的经向密度为512根/10cm，纬向密度为275根/10cm。
42.最后，对本实施例中的面料进行测试，测试项包括初始面料的燃烧飞灰飘起比例
（%）、50次水洗后的面料燃烧飞灰飘起比例（%）、极限氧指数（%），以及燃烧熔滴情况，最终测试结果见附图4。
43.实施例2一种耐洗碳化膜无熔滴面料，面料组成包括聚酰胺酯纤维、棉纤维以及聚酯纤维，所述聚酰胺酯纤维的含量为54.2wt%，所述聚酰胺酯纤维由对苯二甲酸、十二烷二醇以及己内酰胺共聚制得，所述聚酰胺酯纤维中酯键和酰胺键的数量比为10.2:1。
44.其中，所述聚酰胺酯纤维的长度为38mm，线密度为1.56dtex。所述聚酰胺酯纤维的断裂伸长率为43%，公定回潮率为0.6%。所述聚酰胺酯纤维的熔点为247℃，熔融结晶温度为171℃，极限氧指数loi为21.9%。
45.然后，面料通过经纬编织的方式制得，所述聚酰胺酯纤维、棉纤维以及聚酯纤维制得纬纱，所述聚酰胺酯纤维以及聚酯纤维制得经纱。面料的经向密度为504根/10cm，纬向密度为237根/10cm。
46.最后，对本实施例中的面料进行测试，测试项包括初始面料的燃烧飞灰飘起比例（%）、50次水洗后的面料燃烧飞灰飘起比例（%）、极限氧指数（%），以及燃烧熔滴情况，最终测试结果见附图4。
47.实施例3一种耐洗碳化膜无熔滴面料，面料组成包括聚酰胺酯纤维、棉纤维以及聚酯纤维，所述聚酰胺酯纤维的含量为62.5wt%，所述聚酰胺酯纤维由对苯二甲酸、十二烷二醇以及己内酰胺共聚制得，所述聚酰胺酯纤维中酯键和酰胺键的数量比为15.5:1。
48.其中，所述聚酰胺酯纤维的长度为38mm，线密度为1.56dtex。所述聚酰胺酯纤维的断裂伸长率为47%，公定回潮率为0.7%。所述聚酰胺酯纤维的熔点为248℃，熔融结晶温度为185℃，极限氧指数loi为22.2%。
49.然后，面料通过经纬编织的方式制得，所述聚酰胺酯纤维、棉纤维以及聚酯纤维制得纬纱，所述聚酰胺酯纤维以及聚酯纤维制得经纱。面料的经向密度为394根/10cm，纬向密度为208根/10cm。
50.最后，对本实施例中的面料进行测试，测试项包括初始面料的燃烧飞灰飘起比例（%）、50次水洗后的面料燃烧飞灰飘起比例（%）、极限氧指数（%），以及燃烧熔滴情况，最终测试结果见附图4。
51.实施例4一种耐洗碳化膜无熔滴面料，面料组成包括聚酰胺酯纤维、棉纤维以及聚酯纤维，所述聚酰胺酯纤维的含量为55.9wt%，所述聚酰胺酯纤维由对苯二甲酸、十二烷二醇以及己内酰胺共聚制得，所述聚酰胺酯纤维中酯键和酰胺键的数量比为12.5:1。
52.其中，所述聚酰胺酯纤维的长度为38mm，线密度为1.56dtex。所述聚酰胺酯纤维的断裂伸长率为49%，公定回潮率为0.7%。所述聚酰胺酯纤维的熔点为248℃，熔融结晶温度为188℃，极限氧指数loi为22.0%。
53.然后，面料通过经纬编织的方式制得，所述聚酰胺酯纤维、棉纤维以及聚酯纤维制得纬纱，所述聚酰胺酯纤维以及聚酯纤维制得经纱。面料的经向密度为475根/10cm，纬向密度为236根/10cm。
54.最后，对本实施例中的面料进行测试，测试项包括初始面料的燃烧飞灰飘起比例
（%）、50次水洗后的面料燃烧飞灰飘起比例（%）、极限氧指数（%），以及燃烧熔滴情况，最终测试结果见附图4。
55.实施例5一种耐洗碳化膜无熔滴面料，面料组成包括聚酰胺酯纤维、棉纤维以及聚酯纤维，所述聚酰胺酯纤维的含量为58.2wt%，所述聚酰胺酯纤维由对苯二甲酸、十二烷二醇以及己内酰胺共聚制得，所述聚酰胺酯纤维中酯键和酰胺键的数量比为14.7:1。
56.其中，所述聚酰胺酯纤维的长度为38mm，线密度为1.33dtex。所述聚酰胺酯纤维的断裂伸长率为45%，公定回潮率为0.7%。所述聚酰胺酯纤维的熔点为248℃，熔融结晶温度为188℃，极限氧指数loi为22.3%。
57.然后，面料通过经纬编织的方式制得，所述聚酰胺酯纤维、棉纤维以及聚酯纤维制得纬纱，所述聚酰胺酯纤维以及聚酯纤维制得经纱。面料的经向密度为475根/10cm，纬向密度为236根/10cm。
58.最后，对本实施例中的面料进行测试，测试项包括初始面料的燃烧飞灰飘起比例（%）、50次水洗后的面料燃烧飞灰飘起比例（%）、极限氧指数（%），以及燃烧熔滴情况，最终测试结果见附图4。
59.对比例1一种耐洗碳化膜无熔滴面料，面料组成包括聚酰胺酯纤维、棉纤维以及聚酯纤维，所述聚酰胺酯纤维的含量为53.0wt%，所述聚酰胺酯纤维由对苯二甲酸、十二烷二醇以及己内酰胺共聚制得，所述聚酰胺酯纤维中酯键和酰胺键的数量比为9.8:1。
60.其中，所述聚酰胺酯纤维的长度为38mm，线密度为1.56dtex。所述聚酰胺酯纤维的断裂伸长率为47%，公定回潮率为0.7%。所述聚酰胺酯纤维的熔点为246℃，熔融结晶温度为182℃，极限氧指数loi为22.0%。
61.然后，面料通过经纬编织的方式制得，所述聚酰胺酯纤维、棉纤维以及聚酯纤维制得纬纱，所述聚酰胺酯纤维以及聚酯纤维制得经纱。面料的经向密度为512根/10cm，纬向密度为275根/10cm。
62.最后，对本实施例中的面料进行测试，测试项包括初始面料的燃烧飞灰飘起比例（%）、50次水洗后的面料燃烧飞灰飘起比例（%）、极限氧指数（%），以及燃烧熔滴情况，最终测试结果见附图4。
63.对比例2一种耐洗碳化膜无熔滴面料，面料组成包括聚酰胺酯纤维、棉纤维以及聚酯纤维，所述聚酰胺酯纤维的含量为54.9wt%，所述聚酰胺酯纤维由对苯二甲酸、十二烷二醇以及己内酰胺共聚制得，所述聚酰胺酯纤维中酯键和酰胺键的数量比为18.0:1。
64.其中，所述聚酰胺酯纤维的长度为38mm，线密度为1.56dtex。所述聚酰胺酯纤维的断裂伸长率为48%，公定回潮率为0.7%。所述聚酰胺酯纤维的熔点为245℃，熔融结晶温度为185℃，极限氧指数loi为21.7%。
65.然后，面料通过经纬编织的方式制得，所述聚酰胺酯纤维、棉纤维以及聚酯纤维制得纬纱，所述聚酰胺酯纤维以及聚酯纤维制得经纱。面料的经向密度为504根/10cm，纬向密度为237根/10cm。
66.最后，对本实施例中的面料进行测试，测试项包括初始面料的燃烧飞灰飘起比例
（%）、50次水洗后的面料燃烧飞灰飘起比例（%）、极限氧指数（%），以及燃烧熔滴情况，最终测试结果见附图4。
67.对比例3一种耐洗碳化膜无熔滴面料，面料组成包括聚酰胺酯纤维、棉纤维以及聚酯纤维，所述聚酰胺酯纤维的含量为65.1wt%，所述聚酰胺酯纤维由对苯二甲酸、十二烷二醇以及己内酰胺共聚制得，所述聚酰胺酯纤维中酯键和酰胺键的数量比为13.4:1。
68.其中，所述聚酰胺酯纤维的长度为38mm，线密度为1.56dtex。所述聚酰胺酯纤维的断裂伸长率为48%，公定回潮率为0.6%。所述聚酰胺酯纤维的熔点为248℃，熔融结晶温度为186℃，极限氧指数loi为21.9%。
69.然后，面料通过经纬编织的方式制得，所述聚酰胺酯纤维、棉纤维以及聚酯纤维制得纬纱，所述聚酰胺酯纤维以及聚酯纤维制得经纱。面料的经向密度为394根/10cm，纬向密度为208根/10cm。
70.最后，对本实施例中的面料进行测试，测试项包括初始面料的燃烧飞灰飘起比例（%）、50次水洗后的面料燃烧飞灰飘起比例（%）、极限氧指数（%），以及燃烧熔滴情况，最终测试结果见附图4。
71.需要说明的是，在燃烧测试过程中，所有面料都一分为二，一半用于测试初始燃烧测试，另一半在经过50次水洗、晾干后，再进行燃烧测试。
72.结合上述5个实施例、3个对比例，以及4张附图说明，可以得出以下结论。
73.第一、总共3个对比例，一个是聚酰胺酯纤维中酯键和酰胺键的比例过低，第二个是上述比例过高，最后一个是聚酰胺酯纤维的含量过高，最终都导致了初始面料的燃烧飞灰飘起比例过高，即碳化膜无熔滴性能不达标。
74.第二、50次水洗后，面料的碳化膜无熔滴性能都是有所降低的，不可能性能提升。
75.第三、5个实施例中的面料无论是初始碳化膜无熔滴性能，还是50次水洗后的碳化膜无熔滴性能，都是达标的，即≤3%的飞灰飘起比例。
76.第四、聚酰胺酯纤维、棉纤维以及聚酯纤维这三者组成的混纺面料，都是具有基础的无熔滴效果的。
77.上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种修改。这些都是不具有创造性的修改，只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。