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家居常识|细特粘纤多功能涂层产品工艺探讨
2016-05-28  浏览:62
饰品之家讯:1.概况我国自七十年代开始研究涂层技术以来,先后有若干涂层产品问世。其中服饰用涂层织物多为锦纶、涤纶、涤/棉织物的聚丙烯酸酯(PA)或聚氨酯(PU)涂层产品,一般存在着静电强、易沾污、吸湿透气性差、功能单一等问题。尽快解决目前涂层产品的不足之处,开发新的多功能涂层织物,已显得十分必要。为改善涂层织物的服用舒适性,大多对基布进行亲水性整理或增加了混纺棉比例等措施。为从根本上解决此问题,我们想到了粘胶纤维,它吸湿性良好,不产生静电,服用舒适,但市场上多为19.4×19.4Tex 268×268中特低密品种,不适合做涂层基布。从外贸单位和我公司的国外用户的信息反馈看,市场需求一种更新换代的细特高密粘纤织物,特别是仿丝绸涂层产品。经考察论证,我们优选出细特中密粘纤织物做为基布,经防水透湿、防钻绒、耐水压或防风保暖、防水、防钻绒多功能涂层整理,开发出集柔软、舒适性好的丝绸风格及多功能性于一体的产品,现对其染整涂层加工工艺进行探讨。

2.主要设备及助剂?

生产设备主要是台湾产双液流喷射染色机,台湾产浮动刮刀式涂层防水联合机。

前处理助剂主要有恒利化工JS-C系列精炼剂、渗透剂、稳定剂,BF-7658淀粉酶、纯碱、双氧水。

涂层防水用助剂主要有AG710防水剂,SM超柔软氨基硅油,PUW-1、PUT-2聚氨酯涂层胶。

3.主要检测方法

泼水度(沾水)按GB4745纺织物表面抗湿性能测定方法(沾水试验方法)测定

硬挺度按ZBW04004-87硬挺度斜面臂法测定。

透湿量按GB/T12704-91织物透湿量测定方法(透湿杯法)测定

耐水压按GB4744纺织物抗渗水性能测定—静水压试验测定

防钻绒性按GB/T12705-91织物防钻绒性试验方法测定。

4.前处理工艺探讨

优选出的坯布规格是纯粘纤14.6×14.6Tex 394

×315(以下简称R100%)和粘涤70/30 7.3/2×7.3/2Tex 434×276(以后简称R70/T30)前者用1.33dTex(1.2D)细特粘纤纺织而成,后者用0.89dTex(0.8D)涤纶,1.11dTex(1.0D)粘纤超细短纤维纺织而成,由于二者主要成份是细特粘胶纤维,具有湿强低、不耐强碱等特点,在染整过程中要尽量避免强条件处理。为此,我们采用低张力松式、短流程的溢流机前处理工艺,保证了产品的丝绸感和低的水洗尺寸变化率。

R100%品种坯布上浆量约为6.5%,主要成份是淀粉,含少量PVA;R70/T30品种坯布上浆量约9.5%,主要是PVA(占总浆量50%)和变性淀粉(占总浆量41%)及抗静电剂等。经试验,以“酶—氧”退煮漂工艺最好。即以双溢流染色机上先用淀粉酶退淀粉浆,然后直接升温热洗,洗掉大部分PVA;换水用双氧水及助剂98℃漂白,同时残余的PVA浆料得以彻底去除,前处理效果达到染色用半成品质量要求。

表一 前处理半成品效果

品种

毛效(CM/30Min)

减量率%

白度

R100%

7.9

6.9



R0/T30

9.6

9.3



注:减量率%=(煮漂前织物重-煮漂后织物重)÷煮漂前织物重×10

0%

5.染色工艺探讨

5.1.细特粘纤织物染色有许多区别于常规纤维的特性,主要是细特纤维比表面积大、表面呈漫反射,因此上染速率较快,匀染性差,不易染深,色光不鲜艳,尤其是溢流染色时这些特征表现得更为明显。为此我们选用染色饱和值高、提升力好、发色强度高的染料,优选出KE型、M型活性染料。对粘涤品种先采用匀染性好的低温型分散染料染涤,再用活性染料套粘,得到了比较理想的效果,各项牢度达到企业标准要求(见表二)。

表二. 染色牢度

测试项目

所用染料

耐洗(级)

耐摩擦(级)

耐刷洗(级)

变色

沾色

干摩

湿摩

分散/活性

4

4

4

3-4

4

活性染料

3-4

4

3-4

3

3-4

5.2.前防水

染色后的烘干很重要,由于我公司目前用滚筒烘干,若直接烘干,粘纤的湿热变形很大,手感板硬。我们采用第一排滚筒包细布,烘干时降低汽压和整机张力等措施,基本解决了这一问题。为使防水剂等吸收均匀,我们采用湿布脱水后开幅,在烘干机轧车上,直接轧前防水

剂烘干,这样落布手感较软,具有一定拒水性,拉幅后可以直接涂层。

前防水工艺:

超柔软氨基硅油SM 6g/L

防水剂AG-710 8g/L

二浸二轧,轧余率80-90%

注意硅油用量超过10g/L则明显影响后防水均匀性。

6.多功能涂层工艺探讨

高支粘纤织物涂层具有许多不同于一般尼龙、涤/棉涂层的特点,主要是吸湿性强、吸湿变形大、易起绉、拉伸变形大、张力难控制等。为此我们反复试验,摸索出一套基本适应该品种的工艺。

6.1.拒水剂的选择

拒水整理是在织物上施加一种具有低表面能的整理剂,并机械附着在纤维上或与纤维结合,借助于表面层原子或原子团的化学力使水不能湿润它的工艺。经拒水整理后,表面能越低越不易被水润湿。各种拒水剂的性能见表三。

表三

拒水剂类别

拒水性

拒油性

耐久性

手.感

使用性

石.蜡







金属皂感

不方便、不稳定

JCH有机硅









不方便、不稳定

CTF氟硅



一般





方便、较稳定

AG氟系







较好

方便、稳定

可见氟系拒水剂综合性能好,其中AG-710品种是适合各种纤维用的耐久性拒水剂,经它整理的织物表面张力可达到10达因/厘米,比水的72达因/厘米低得多,比石蜡油的32达因/厘米也低,因而AG-710的拒水、拒油性好,价格也相对高一些,但在高附加值的涂层产品上用这种拒水剂也是值得的。

AG-710的用量及焙烘时间、温度对拒水性的影响分别见表四、表五

表四. 防水剂用量对拒水效果的影响(分)

防水剂用量

1%

2%

3%

4%

5%

6%

7%

8%

初次

70

80

80

90

95

95

95

95

HL3次后

0

50

60

70

70

80

80

80

注:(1)试样用R100%及R70/T30染色布;(2)拒水工艺:二浸二轧、110℃烘干170℃×2Min焙烘。

表五. 焙烘时间和温度对拒水效果的影响

温度(℃)

时间(分)

1

2

3

4

150

50

50

70

80

160

70

80

95

95

170

80

95

95

95

注:(1)试样R 100%涂层布;(2)AG-710 70g/L六偏磷酸钠0.5g/L

由表四、表五可见,要达到国际先进的美国ASTM纺织品标准,即初次泼水度90分以上,家庭水洗三次以后达70分以上,防

水剂用量需在5-8%,焙烘条件需160℃×3Min以上或170℃×2Min以上。根据我们设备风力强,喷风均匀的特点及生产经验,在相同温度下,要达到小样效果,大生产焙烘时间可大大缩短。这样我们选用AG-710防水剂,大生产时用量70g/L,烘干温度120-140℃,焙烘温度170℃×40S或160℃×60S。经生产证实,泼水度完全可达到要求。

6.2.涂层胶的选择

涂层胶是一种具有成膜性能的合成高聚物,胶的种类不同,其性能不同,要达到某一性能,需选合适的涂层胶。涂层胶的种类、性能及用途见表六,具体指标见表七。

表六. 涂层胶的种类,性能及用途

类型

含固量

性能

用途

溶剂型PA

18-20%

皮膜柔软,耐光、耐气候牢度好,耐寒性差,不耐干洗

伞布

水溶型PA

30-50%

防钻绒布

溶剂型PU

30%

皮膜强度高,粘着力大,耐寒性好,耐干洗

人造革

水溶型PU

30-40%

衣料

表七. 常用胶的具体指标

型号

含固量%

耐水压MM H2O

透显性

防钻绒性

手感

HAR

18

305

中.等



平滑

AR581

40

320

中.等



较粘、较硬

CB-1

36

290





粘、硬

6116-SL

30

310

中.等

一般

平滑、较硬

PUT-2

28

410





平滑、较软

PUW-1

30

380





粘、软

注:表七中基布用R100%重防水色坯,根据各类胶的特点配制、烘干、焙烘,干增重8-12g/m2

合适的涂层胶必须具有手感柔软、弹性模量低、拉伸变形大、强度高、透湿量大、防钻绒性好等特点,唯此才能保持涂层后粘纤织物的丝绸风格和服用舒适性,同时适合于制作羽绒服(被)、风雨衣等。由表六、表七可以看出,溶剂型PA胶HAR及PU胶6116-SL防钻绒性差,不适合;水溶型PA胶CB-1及AR581,防钻绒性虽好,但透湿量差,手感也不理想,只有水溶型PU胶PUT-2和PUW-1符合该产品要求。PUW-1的发粘手感可以通过后防水改善,试产时我们选用了PUW-1,以后大生产证实,二者都适合,而且对环境污染都小。

PUT-2,PUW-1水溶型聚氨酯涂层胶,是烟台某研究所研究开发了多年的新产品,最近才批量生产。它类似于日本产新型的“分子传湿”型涂层胶,即涂层后形成连续膜,阻止水的通过,同时膜的“分子间孔”(INTER MOLECULAR PORE)和

亲水性基团能将水汽传递到水蒸汽压低的一面,达到既防水又透湿的目的。一般透湿量WVT可由下式表示:

WVT=DS(P1-P2)/L

其中D-扩散常数,S-溶解度参数,L-膜的厚度,(P1-P2)-膜两个表面间的水蒸汽分压差。

据统计,成年人在平均气温30℃左右的室内生活,每日的出汗量约为2500—3000克,要避免因汗蒸发引起人的不舒适感,衣服与皮肤之间的湿度需保持在100%以下,这就要求透湿度维持在出汗量以上,具体生产工艺的技术措施就是选用D、S高的涂层胶、降低膜的

厚度(必须同时保证耐水压和防钻绒性好),一般膜厚保持在干增重10-11g/m2即可。

结合设备情况,我们对以下生产上可行的方案进行了充分论证

方案

耐水压

MM H2O

手感

泼水度

(非涂层面/涂层面)

A重防水+涂层

380

粘、软

95分/不大于50分

B涂层+后防水

310



95分/85分

C前防水+涂层+后防水

365

滑、软

95分/80分

注:(1)基布为R100%色布,若用R70/T30则耐水压指标更高。(2)重防水及后防水配方:AG710 70g/L,六偏磷酸钠0.5g/L。(3)涂层:PUW-1 100%氨水适量,粘度12000 CPS。

由以上对比可见,以方案C较好。经半年多生产实践,此工艺产品质量稳定,耐水压指标比小样高,一般达460MM水柱以上。这可能与大生产时涂层膜的均匀性好有关。

综上所述,以防水透湿为主要特征的多功能涂层产品生产工艺总结如下:?

工艺流程:烧毛→前处理→染色→前防水烘干→拉幅→半成品检验→涂层→后防水→烘干焙烘→成品检验



前防水:超柔软氨基硅油SM 6g/L,防水剂AG710 8g/L。

后防水:六偏磷酸钠0.5g/L,防水剂AG710 70g/L,轧余率70%。

涂层胶:PUW-1 100%或PUT-2 100%,氨水适量。

涂层防水工艺条件:

(1)温度:10米烘房:一区120℃,二区140℃;20米烘房:一区130℃,二区160℃,三区170℃。

(2)刮刀:0.5mm;车速20-25m/min;涂布量:干增重10-11g/m2

7.防风保暖涂层工艺简述

对于防风保暖防钻绒产品,我们选用水溶型PU打底,保证了手感柔软,填塞了交织孔、纤维间孔隙等,使打底涂层面光滑,在此基础上涂布溶剂型银粉胶,提高了涂层面的光泽,增强了隔热保暖作用,同时两层涂层胶膜,使透气量大大下降,防风、防钻绒效果明显,特别适合制作防寒服、轻便茄克衫等,其主要工艺流程:

前防水色坯→打底→后防水→涂银→焙烘→成品检验

8.结语

国内未见有关细特粘纤多功能涂层产品的报道,我们对其染整工艺进行了多方探索,经过将近一年来的试产和正式生产,生产工艺稳定,产品质量和风格深受客户欢迎,具有较好的经济效益和社会效益。该产品经“国家棉纺织产品质量监督检验中心”和“山东省纺织产品质量监督检验测试中心”检测,各项技术指标达到企业标准要求,主要指标如下:

耐水压

(mm水柱)

泼水度(分)

透湿量

(g/m2·24h)

防钻绒

(根/2000转)

硬挺度

经+伟(CM)

490

90

4730-4910

2-15

3.0+2.6


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