【技术干货】汽车座椅用人造麂皮面料的耐沾污性研究

吴勇、马兴元等分别利用含氟烷基团化合物和层层自组装技术对人造麂皮进行了防水、耐沾污性能的功能整理，制造出具有一定防水、耐沾污效果的面料。但对于其多次摩擦后的防水、耐沾污效果的耐久性研究尚不多见。因此，有必要对其耐沾污整理的磨损耐久效果进行研究。本文以某车型座椅用非织造超细纤维人造麂皮面料为例，利用后整理工艺对该人造麂皮面料进行了耐沾污功能整理，并采用马丁代尔法进行耐磨性测试，研究对比了其耐磨测试前后的耐沾污性能，可为汽车座椅用非织造超细纤维人造麂皮面料耐沾污性整理及耐久效果验证提供参考。

实验部分

材料与仪器

面料

非织造超细纤维人造麂皮面料：日本东丽（Toray）公司的Ultrasuede RX面料，克重（400±5）g/m2，厚度（1.1±0.15）mm，共有3种实际应用中常见的颜色。具体实验面料编号及参数如表1所示。

试样编号

面料

颜色

整理情况

A1

Ultrasuede RX

阳光橙

不作整理

A2

Ultrasuede RX

阳光橙

三防整理

B1

Ultrasuede RX

冷峻黑

不作整理

B2

Ultrasuede RX

冷峻黑

三防整理

C1

Ultrasuede RX

素雅黑

不作整理

C2

Ultrasuede RX

素雅黑

三防整理

表1 人造麂皮面料试样编号及参数

试剂

UNIDYNE TG－5574（三防整理剂，日本DAIKIN公司），Baygard FBI（交联剂，上海拓纳贸易有限公司），LT－J02（氨基硅油柔软剂，上海绿铜物资有限公司），纯牛奶（液态污染物，蛋白质含量3.2g/100 mL，蒙牛乳业集团股份有限公司），可乐（液态污染物，300mL装，广州百事可乐饮料有限公司），咖啡（液态污染物，浓度按10%调制，雀巢中国有限公司），酱油（液态污染物，厨邦150mL装，广东美味鲜调味食品有限公司）。

主要设备及仪器

YG401D－Ⅲ马丁代尔织物平磨仪（中国温州方圆仪器有限公司）；MH552－180型均匀轧车（江阴市江南纺印机械有限公司）；DHG－9076A型电热恒温鼓风干燥箱（上海精密实验设备有限公司）；JM－DX型热定形机（江苏精明机械有限公司）。

三防整理

整理液配方

三防整理剂：50g/L，交联剂：10g/L，柔软剂：20g/L，三者与水的配比为 9∶1.5∶0.5∶100。先加水，然后再依次加入三防整理剂、交联剂、柔软剂，缓慢同方向搅拌。

工艺

轧辊压力：0.1MPa，定形条件：170 ℃×1min，二浸二轧（带液率70%）→烘焙（140～150 ℃，2～3min）。

测试

按GB/T 30159.1 — 2013《纺织品防污性能的检测和评价第1部分：耐沾污性》测定耐沾污性；按ISO12947-2《纺织品织物耐磨性马丁代尔法的测定》测定耐磨性，负载12kPa下进行2500r耐磨性试验→测定耐沾污性能等级→滤纸吸去液态污染物后120℃干燥→再进行2500r耐磨性试验→测定耐沾污性能等级。

结果与讨论

耐沾污效果分析

选用牛奶、可乐、咖啡、酱油等4种生活中常见的液态污染物对人造麂皮面料展开耐沾污等级测试，对比三防整理前后人造麂皮面料的耐沾污功能，试样A1、A2的主观目视效果如图1所示，耐沾污等级如表2所示。

图 1　A试样整理前后的耐沾污效果

污染物类型

A1

A2

B1

B2

C1

C2

牛奶

3

5

3

5

2

5

可乐

3

5

3

5

3

5

咖啡

1

5

2-3

5

1

5

酱油

3

5

3

5

3

5

表 2　不同试样耐沾污等级测试结果（级）

由表2测试结果及主观目视效果可知，经上述三防整理处理液配方及相应的整理工艺条件处理后，人造麂皮面料对牛奶、可乐、咖啡和酱油等 4 种污染物的耐沾污等级明显提升，具体的结果主要体现在以下两个方面。

（1）本实验所用的三防整理工艺对3种相同材质但不同颜色的人造麂皮面料均有相同效果，经整理后面料的耐沾污等级均可达到5级。这是由于氟系三防整理剂附着于麂皮表面的超细纤维丝束上，使其表面能大大降低，从而使液体污染物接触角增大，耐沾污性能提升。

（2）三防整理后，人造麂皮面料的耐咖啡沾污等级提升幅度最大、效果最明显，具体体现为，未作整理时，该面料对咖啡无耐沾污效果，整理后耐沾污等级达到5级。这是因为人造麂皮面料是一种超细纤维革，分子链上和分子链端含有大量的酰胺基、氨基和羧基，较强的极性亲水基团带来较强的吸水性，因此对速溶咖啡这类水分含量极高的液体的耐沾污性最差。但三防整理后麂皮表面丝束带上低表面能整理液，使面料接触咖啡后不再被润湿，从而起到耐沾污效果。

耐磨试验后的耐沾污等级分析

应用于汽车座椅的人造麂皮面料经常会与乘客的衣物发生接触摩擦。为研究磨耗后人造麂皮面料的耐沾污性能，本文在12kPa负载下，对三防整理后的人造麂皮面料分别进行了2500和5000r的磨耗，并测试了其磨耗后的耐沾污效果，其耐沾污等级随转数的变化趋势如图2所示。以试样A为例，其在不同磨耗次数下的耐沾污主观目视效果如图3所示。

图2 耐沾污等级随耐磨转数变化

图3 A试样耐磨试验前后耐沾污效果

由图2、图3的结果可知，采用马丁代尔法展开耐磨测试，会使面料的耐沾污等级出现不同程度的下降。其中，仅有对可乐的耐沾污等级能在5000r耐磨试验后仍保持5级，对其他液态污染物的耐沾污等级均出现一定下降。特别是当污染物为酱油和咖啡时，面料已失去耐沾污效果（按GB/T 30159.1规定，小于3～4级则认为无耐沾污效果）。

一方面，这是因为耐磨测试使人造麂皮面料表面超细纤维发生磨损，表面三防整理剂随之消耗减少，表面能发生改变；另一方面，参考未作整理的试样在耐磨测试后也呈现出耐沾污性能下降的结果，并结合李彬等研究认为耐磨试验会使面料表面出现“毛化”现象的结论，推测可能是耐磨试验使麂皮面料表面微观丝束出现类似“毛化”现象，促使各液态污物与表面接触面积增大，加速了液态污物向面料渗透吸收。而面料对可乐的耐沾污等级保持不变，可能与可乐含有大量气体，减少了与麂皮表面丝束间的接触润湿有关。

结论

为改善汽车座椅用非织造超细纤维人造麂皮面料的耐沾污性，提升顾客体验感和满意度，本文研究开发了三防整理液和整理工艺对其进行三防整理，结果表明，三防整理可明显提升面料的初期耐沾污等级，对牛奶、可乐、咖啡、酱油等4类生活中常见液态污物的耐沾污性可提高到5级。

但考虑到汽车座椅在使用中经常会与乘客衣物发生摩擦，通过采用马丁代尔法进行耐磨试验，在经过2500r耐磨测试后，人造麂皮面料对牛奶、可乐、咖啡、酱油等4类常见液态污物的耐沾污等级均能保持4级以上；说明三防整理面料具有一定的耐磨能力，可满足一般情况下的使用。此外，在实际应用中，针对咖啡和酱油的长期耐沾污效果，仍有待进一步探索和改善。