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    錦棉交織布的防水透濕涂層工藝
    不詳
    2020/12/23
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    錦棉交織布的防水透濕涂層工藝

    劉 偉(濰坊齊榮紡織有限公司 山東 濰坊261031)

    六屆論文集;177-180(lq036)

     

    【摘要】本文重點介紹了錦棉交織布的防水透濕PU涂層工藝,通過對涂層膠品種、涂層工藝流程、工藝參數的優選,確定了合理的加工工藝,使生產的涂層織物手感柔軟,透濕量高,靜水壓指標滿足設計要求。

    【關鍵詞】 交織  涂層  防水透濕  工藝 

     

    近期國內外涂層技術發展迅速,風格獨特、功能各異的涂層產品層出不窮,并逐漸形成兩大系列,皮膜感、蠟感、紙質感等風格型涂層使涂層產品市場豐富多彩,抗紫外、防鉆絨、防水透濕等功能型涂層更讓涂層織物身價倍增。根據市場需求,選擇舒適性、高強耐磨性兼顧的錦棉交織迷彩印花磨毛布進行防水透濕涂層,獲得了透濕量大、拒水性好、靜水壓高、穿著舒適、手感柔軟的軍用野戰服裝面料。

    1   作用機理

    所謂涂層整理即是通過不同種類的高分子涂層整理劑在織物表面均勻涂布,經高溫交聯固化,與織物產生牢固結合,從而使織物產生不同風格或特殊功能的表面整理技術。

    目前,織物涂層領域常采用的涂層整理劑主要有聚丙稀酸酯類、聚氨酯類、有機硅彈性體類和聚氯乙烯樹脂。不同類別的涂層整理劑價格差別較大,性能也各不相同。其中的水性聚氨酯類涂層膠以其品種繁多、功能各異、價格適中并可滿足環保要求而占據市場的主導地位。

    根據錦棉交織織物的特點及本課題的設計要求,綜合考慮各方面因素,選擇水性聚氨酯類(PU)涂層膠作為防水透濕涂層整理劑。

    聚氨酯涂層劑是由多元氰酸酯類化合物和含有活潑氫的聚醚類或聚酯類化合物聚合而成的高分子化合物。分子反應式為:n-OCN-R-NCO- +mHO-R′-OH →H-(-O-CO-NH-R-NH-CO-O-R′-)n-OH  分子中有凝聚力很高的氨基甲酸酯基團(-NH-CO-O-),當涂布到基布上經高溫焙烘后,涂層膠即通過自身交聯而形成熱固型的網狀薄膜。

    2   實驗、結果與討論

    2.1  織物規格

         N70D ×C21 433×299 +160cm錦棉交織迷彩印花布

    2.2  工藝流程的確定

    由于成品的用途為軍隊野戰訓練服用面料,比較注重透濕效果和手感柔軟度,因此確定采用前防水工藝。一方面,前防水可有效提高織物的表面拒水性,并為織物的靜水壓指標提供必要的保證;另一方面,能夠有效防止涂層膠背滲,保證涂膜勻、薄,使織物具有柔軟滑爽、富有彈性的手感。

    實驗工藝流程為:

        錦棉交織印花半成品布→浸軋拒水整理劑→拉幅烘干→涂層→焙烘→測試

    2.3拒水整理劑的選擇

    目前使用的拒水整理劑以有機氟類效果最為理想,但不同價位的拒水整理劑拒水效果存在差異。為此,選擇不同型號的拒水整理劑進行同成本比較實驗,結果如表1。

    1   拒水整理劑比較實驗及結果

    拒水整理劑

    型號

    單價

    (元/Kg)

    用 量

    g/L)

    淋水實驗

    (分)

    耐靜水壓

    Pa)

    AG-480

    75

    25

    90+

    2200

    TG-410H

    66.5

    28.2

    90

    2010

    GA-2

    68

    27.6

    90

    1960

    DY

    62

    30.2

    90-

    1990

    注:實驗條件:二浸二軋整理劑→熱風烘干(120℃)→焙烘(160℃×2min)→測試

    依據上述實驗結果,選用拒水拒油劑AG-480作為前防水用整理劑。

    2.4 涂層膠的選擇

    確保涂層效果的先決條件是選擇適合的涂層整理劑。不同型號的水性PU涂層膠實驗測試結果如表2。

        表2   涂層膠選擇實驗

    涂層膠型號

    靜水壓

    (Pa)

    透濕量

    g/m2.d)

    涂層成本

    (元/米)

    手感

    FS-801

    1800

    2850

    0.83

    干爽,柔軟性略差

    FS-819

    2280

    2370

    0.5

    手感柔軟、發粘

    HU-201

    3030

    2130

    0.92

    手感較硬

    實驗結果顯示,水性皮膜感涂層膠HU-201可顯著提高織物的靜水壓指標,但涂后織物的透濕量最差,手感較硬;水性無光PU涂層膠FS-801對提高織物靜水壓的作用較小,但最有利于透濕效果的保持;而水性防鉆絨PU涂層膠FS-819涂后織物的靜水壓指標和透濕量居中,且成本最低、手感柔軟。但該涂層膠涂后布面發粘,經反復調整焙烘工藝條件亦無明顯改善,因此,綜合考慮靜水壓、手感和透濕量,選擇無光涂層膠FS-801最為適合。

    2.5提高織物靜水壓的方法

    由于所選擇的涂層膠抗靜水壓指標有欠缺,應考慮采用其他方法解決。通常,可采用調整涂層膠配方或增加一道后防水工藝的方法。

    2.5.1常規涂層配方(A)

    涂層膠FS-801    100%

    2.5.2提高靜水壓指標配方(B)

    涂層膠FS-801      99%

    交鏈劑DF-810       1%

    2.5.3改善手感配方(C)

    涂層膠FS-801    49%

    H2O        49%

    增稠劑PTF        1%

    交鏈劑DF-810     1%

    3    不同配方的涂層效果

    涂層配方

    表面淋水(分)

    靜水壓

    Pa)

    透濕量(g/m2.d)

    手感

    成本

    (元/米)

    A

    90

    1800

    2850

    較柔軟

    0.83

    B

    80

    4760

    2790

    手感略硬

    0.83

    C

    80

    4690

    3840

    手感柔軟

    0.43

    注:織物已經前防水,工藝處方:AG-480 20g/L;涂層:干法一刀涂,刀厚1mm,車速:30m/min;熱風烘干:100℃,焙烘:160℃×2min

    實驗結果顯示,通過涂層膠配方的調整可較好地解決涂層織物靜水壓指標不足的缺點。單純添加交鏈劑可使織物的靜水壓指標成倍增加,對透濕效果幾無影響,但會使手感變硬,不能滿足服裝面料手感柔軟的要求。為此,采用稀釋涂層膠,減少涂膜厚度的辦法予以解決,取得了理想的效果。

    相對于調整涂層膠配方的方式,增加一道后防水的方法工藝較為繁復,提高靜水壓的效果也不及前者,只可作為一種補救措施,用于靜水壓指標不能滿足要求的已涂層織物。但進行過后防水的織物表面拒水效果明顯提高,特別是涂層面的提高更大。

    4   經后防水整理前后各項指標測試結果:

    試樣

    工藝

    處方

    拒水(分)

    靜水壓

    Pa)

    透濕量

    g/m2.d

    手感

    成本

    /米

    涂面

    未涂面

    涂層

    /

    80

    50

    1800

    2850

    /

    /

    加后防水

    AG-480 40g/L

    90

    90

    2660

    2890

    無影響

    0.38

    注:織物已經前防水,前防水工藝處方:AG-480  20g/L;涂層:干法一刀涂,刀厚1mm,車速:30m/min;工藝流程:涂層半成品→(后防水)→熱風烘干(120℃)→焙烘(160℃×2min)

    由于織物于涂層前已經過前防水,具備一定的拒水性能,再進行后防水較為困難,為此采用二浸二軋的方式,并增加防水劑用量,以提高涂層織物對防水劑的吸附量,保證后防水效果。

    3.大貨生產工藝

    根據大量前期實驗的結果,最終確定了切實可行的大貨生產工藝。

    3.1工藝流程

    錦棉交織印花半成品布→浸軋防水劑→拉幅烘干→涂層→焙烘→預縮→檢驗→包裝

    3.2前防水工藝

    3.2.1工藝處方:AG-480    20g/L

    3.2.2工藝條件

    二浸二軋整理劑(軋余率65%)→預烘(102℃)→拉幅烘干(135℃)

    3.3涂層工藝

    3.3.1涂層膠配方

    FS-801    49%

    H2O       49%

    PTF        1%

    DF-810     1%

    3.3.2  涂層方式及參數

        涂層設備為意大利產浮刀式涂層機。

        依據設備狀況及課題設計要求,選擇直接干法一刀涂的涂層方式,刮刀厚度1.0 mm,角度90°,98-102℃條件下烘干, 160℃條件下焙烘2min。

    4   生產中常見的問題及解決方法

    4.1 手感發粘

    涂層織物若出現手感發粘現象,應從兩方面尋找原因:一是涂層膠選擇是否合理,二是烘干及焙烘條件是否滿足要求。涂層膠的正確選擇是決定涂層織物品質的關鍵因素,但若涂層后的焙烘工藝不合理,涂層整理劑不能很好地交聯成膜,也容易引起織物的手感發粘。

    4.2折后白痕

    出現折后白痕現象提示涂層膠沒有在織物上很好地交聯成膜。

    首先,檢查涂層膠的選擇是否合理。不同的涂層膠表現出明顯的風格、性能差別,使用條件也各不相同,但即使同一類型的涂層膠,由于基布材質、組織結構的不同,涂層的膜結合牢度也會產生明顯的差異。

    其次,確定焙烘工藝條件是否合理??椢锿繉邮歉叻肿硬牧显诳椢锉砻娼宦摮赡さ倪^程。因此焙烘條件是否充分直接影響涂層織物的膜結合牢度。通常,涂層膠生產廠商會根據所提供涂層膠的結構與性能,給出一個大概的焙烘條件,但實際生產中必須針對不同的基布、不同的設計要求進行反復的前期實驗,以確定最佳焙烘溫度和時間,確保涂層織物的膜結合牢度達到設計要求。

    另外,選擇不同的防水方式對涂層織物的膜結合牢度有一定影響。通常,采用前防水方式雖然涂膜均勻、成膜薄,手感柔軟,但由于經過前防水整理的基布表面光滑,具有一定的拒水性,因而在一定程度上影響水性膠與基布的結合,所以膜結合牢度相對于后防水方式略差。

    4.3刀絲

    出現刀絲應及時檢查涂層刀口是否沾有線頭、碎屑、漿皮等雜物,一經發現,立即清除。

    涂層膠必須現用現配,并經充分攪拌、過濾。剩漿應密封保管,存放以不超過48小時為宜;再次使用前必須經過表面硬皮去除、攪拌、過濾。

    4.4布邊漏膠

    涂層設備探邊裝置靈敏度不足、預涂層半成品存在破邊、脫針、掉鋏疵病時易產生布邊漏膠現象,因此涂層半成品的質量必須從嚴把關。如遇毛邊織物,由于毛邊影響光電探邊裝置對邊緣的識別,因此更容易出現布邊漏膠現象。應將涂層頭兩端擋料板各內調0.5cm,即可較好地解決布邊漏膠的疵病。

    5. 成品指標完成情況

      批次

    拒水

    (分)

    靜水壓(Pa)

    透濕量

    g/m2.d)

    強力

    /緯(N)

    縮水率

    /緯(%)

    手感評價

    A

    80+

    4290

    3800

    827/514

    1.8/2.3

    干爽、柔軟

    B

    80

    4690

    3680

    796/566

    2.0/2.1

    干爽、柔軟

    C

    80+

    4370

    4020

    863/542

    2.4/2.0

    干爽、柔軟

    6.結論

    6.1經上述工藝生產的錦棉交織涂層織物手感干爽、柔軟,表面淋水>80分,靜水壓>4000Pa,透濕量>3600g/m2.d,強力及縮水率等機械物理指標也完全滿足軍隊野戰訓練的服用要求,且工藝重現性好,對實際生產具有指導意義。

    6.2添加交鏈劑可較好地改善水性無光PU涂層膠涂后織物靜水壓不足的缺點,但用量應嚴格控制,否則會引起涂層織物手感變硬。

    6.3稀釋涂層膠的方法可減少涂膜的厚度,改善手感、降低成本,但僅僅是個案,不宜大面積推廣。采用此類方法,由于涂覆量不足,往往引起功能性涂層織物相應功能的缺損,風格型涂層則存在喪失應有風格的風險。

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