姚海偉

( 陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西咸陽712000)

國外涂層織物作為高科技、高附加值產(chǎn)品，在大量研究的基礎(chǔ)上，其開發(fā)和應(yīng)用，已進入批量商業(yè)化生產(chǎn)階段。國內(nèi)外市場特別是發(fā)達國家的需求逐年增加，國內(nèi)市場也于近年開始啟動。具有廣闊的經(jīng)濟和社會效益前景。

涂層本質(zhì)上是將一種聚合物以一定厚度鋪展在織物表面，形成連續(xù)的聚合層，使織物表面孔隙為涂層劑所封閉或減小到一定程度，因而得到防水性?？椢锿笣裥詣t通過涂層上勁特殊方法形成的微孔結(jié)構(gòu)或涂層劑中的親水基團的作用來獲得。

1 涂布方法

涂層織物的涂布方法應(yīng)按產(chǎn)品要求進行選擇［1］，常見涂布方法有三種。

1.1 干法涂層

干法涂層是利用相分離原理，在聚合物體系的涂層樹脂中混入低沸點的溶劑，并添加必要的助劑配制成涂布漿，借涂布器均勻涂布于基布上。低沸點的溶劑在干燥及烘焙過程中首先蒸發(fā)，涂層劑在基布表面形成堅韌的薄膜。其工藝流程為:

織物——前整理——底涂——干燥——二次涂層——干燥——面涂——焙烘干燥——防水透濕織物

為使產(chǎn)品具有特定的性能和風(fēng)格，織物在涂布前須經(jīng)相應(yīng)的前處理，如燒毛、軋光、前拒水、預(yù)定形等，這些步驟根據(jù)織物的用途而有選擇性地應(yīng)用。對于“微多孔型”防水透濕涂層織物，涂布量的多少將直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)，因此要嚴(yán)格控制微孔層的膜厚，其涂刀間隙的大小和樹脂合成后的特性決定了其膜厚。首先在漿料配比是調(diào)節(jié)漿料的流變性，使其盡量具有較高的低剪切黏度。其次，防水透濕服裝面料應(yīng)手感柔軟、輕盈，膜厚通常控制在0.015mm ～0.02mm 之間，因此加工中其間隙控制在織物上增加0.015mm ～0.025mm 之間。涂布量根據(jù)織物的不同而有所改變，如輕質(zhì)織物通常增重約20g/m2干基，重質(zhì)合成及混紡織物增重約40g/m2干基。干燥過程是微多孔層的形成及固化階段，干燥溫度及時間的控制決定了微孔的形狀、大小和開孔率。因此干燥的溫度和時間要嚴(yán)格加以控制，配備強制空氣流通系統(tǒng)，使發(fā)泡均勻，并且在整個混合及涂布工藝中盡量防止溶劑的過量揮發(fā)，以免形成疵點。面涂主要是通過各種不同的整理劑獲得提高涂層面的滑性、風(fēng)格化及抗摩擦性，并且所有的整理工藝都將明顯提高織物的防水功能，通常涂布量5g/m2～15g/m2干基，取決于所希望達到的效果。

干法涂層的工藝及設(shè)備較為簡單，一般將涂層漿配制后即可涂布，比利時UCB 公司Ucecoat NPU/TO 和Ucecoat 2000 special、日本油墨公司的Crioron NYT － 20、郎盛公司的Impranil、Baxenden 公司的Witcoflex 等，都是使用這種方法制造的。

1.2 濕法涂層

由于干法涂層采用的溶劑易燃、易爆、易揮發(fā)且有害，所以人們較傾向于使用濕法涂層。濕法涂層又稱凝固涂層或加水凝聚法，是利用聚氨酯體系的涂層樹脂可溶于二甲基甲酰胺(DMF)中而不溶于水的特性，以DMF 溶解涂層劑(如聚氨酯)制成涂層漿，涂布后浸入水中成凝固膜。由于DMF 能和水成無限混溶，在水中DMF 溶出，而聚氨酯不溶于水，濃度迅速增大，最后沉積在基布上面。在涂層凝固過程中，DMF 從聚氨酯中急劇滲出，形成垂直于薄膜表面的通道微孔。因此，這種高聚物膜的表面呈多孔狀，如果把微孔的直徑控制在0.5μm ～5μm 以內(nèi)，則可制成既透氣又能防水、透濕的防雨布。在濕法加工中重點是如何調(diào)整微多孔層的形狀、大小和開孔率，以適應(yīng)多種用途的性能需求。東麗公司的Entrant，還有美國Builington 公司的ULtrex 都是用這種方法生產(chǎn)的。濕法涂層的工藝流程為:

基布——預(yù)處理——涂布——凝固水洗——干燥——后處理——防水透濕織物

1.3 熱熔法

熱溶法是將熱塑性樹脂作為涂層劑加熱涂布于基布上，待用時，用熱壓輥或熨斗熱壓，使原來涂布在基布上的點狀、線狀或網(wǎng)狀的樹脂再次熔化，黏結(jié)在被加工的面料上，常用于黏合領(lǐng)襯。其工藝流程視涂布方法而異，常見的有以下幾種:

(1)撒粉法。撒粉法是將粉末樹脂用電磁振動裝置均勻撒于基布面上，然后用不接觸烘箱進行固著。此法常用乙烯——乙酸乙烯涂層劑，簡稱EVA襯布加工。

(2)粉點法。粉點法是在兩只熱輥和一只雕刻輥組合設(shè)備上進行涂布。這種雕刻輥上部有涂層劑和刮刀，樹脂落入雕刻輥的陰紋槽內(nèi)，經(jīng)輥加熱后的織物布面溫度可達160℃～180℃，在與雕刻輥接觸的瞬間完成粉末成點的轉(zhuǎn)移。熱輥溫度控制在160℃～240℃，聚酰胺粉末轉(zhuǎn)移溫度在55℃左右，聚乙烯粉末在95℃左右。

(3)漿點法。漿點法主要用于非織造布，基本工藝同圓網(wǎng)印花。

(4)轉(zhuǎn)移成膜法。轉(zhuǎn)移成膜法是先將涂層漿涂在經(jīng)過有機硅預(yù)處理過的轉(zhuǎn)移紙或金屬帶上，然后將基布與轉(zhuǎn)移紙面對面疊合經(jīng)軋壓輥轉(zhuǎn)移到基布上，冷卻后，將轉(zhuǎn)移紙盒加工織物分離即成。該法主要用于輕薄疏松組織且對張力較敏感的一類織物，如紗羅、針織物、非織造布等，全機運行烘干裝置都采用網(wǎng)帶輸送。其工藝流程為:

轉(zhuǎn) 移 紙 涂 布——紙 布 疊 合——軋 壓——冷卻——轉(zhuǎn)移紙和涂層織物分離上卷

2 目前防水透濕涂層織物測試方法與評價

2.1 防水性測試

為了評價服裝的整體防水性能，防水性一般采用全面液體透過實驗來測試，也叫噴淋實驗。實驗在噴霧室中進行，先給假人穿上防護服［2］，從不同方向向假人身上噴表面張力為35 ×10－5N/cm 的水(經(jīng)表面活性劑處理后具有血液的特性)，速度為3L/min，時間20min。測試標(biāo)準(zhǔn)有美國的ASTM F903 －2003(2004)《防護服材料耐液體滲透的標(biāo)準(zhǔn)實驗方法》、ASTM F1359 －2007《淋浴器噴淋狀態(tài)下、人體模型身上的防護罩或防護服的耐液體滲透性的測定用標(biāo)準(zhǔn)實驗方法》、ASTM F1407 －1999a(2006)《化學(xué)防護服材料耐液體滲透的實驗方法——滲透杯法》、ASTM F1671 －2007《使用-X174噬菌體穿透率作為實驗系統(tǒng)的血緣性病原體對防護服裝使用的抗?jié)B透材料用標(biāo)準(zhǔn)實驗方法》等以及我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB 19802 －2005《醫(yī)用一次性防護服技術(shù)要求》，F(xiàn)Z/T01038 －1994(2009)《紡織品防水性能淋雨滲透性實驗方法》等。

2.2 靜電壓測試

靜水壓指水通過織物時所遇到的阻力。織物能承受的靜水壓越大，防水性或抗?jié)B漏性越好。美國軍用標(biāo)準(zhǔn)中防水產(chǎn)品的耐水壓最低要求為13.7kPa(1395mm H2O)，日本自衛(wèi)隊雨衣的耐水壓都在13.75kPa(1400mm H2O)以上。

靜水壓的測試方法很多，有實地測試、模擬測試和實驗室測試，按加壓的形式可分為動態(tài)法和靜態(tài)法。實地測試方法周期長，花費多，但測試所得數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。模擬測試必須有環(huán)境控制室，與實地測試相比所需時間大為縮短，數(shù)天內(nèi)便可完成，但花費較高。實驗室測試花費少，時間短，能夠得到相對結(jié)果，較為實用。靜水壓的測試標(biāo)準(zhǔn)有中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4744 －1997《紡織織物 抗?jié)B水性測定 靜水壓實驗》、中國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 01004 －2008《涂層織物抗?jié)B水性的測定》、加拿大標(biāo)準(zhǔn)CAN/CGSB －4.2 No.26.3 －M95:2003《耐水性 表面潑濕測試:潑水測試》、國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 1420 －2001《橡膠或塑料涂覆織物 抗?jié)B水性測定》、ISO 811《紡織品 耐水滲透性測定 靜水壓試驗》、日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS L1092 －2009《紡織物抗水性的試驗方法》、美國紡織化學(xué)家和染色家協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)AATCC 127《紡織品抗水性:靜水壓試驗》、美國標(biāo)準(zhǔn)測試法(或美國材料實驗協(xié)會標(biāo)準(zhǔn))ASTM D751 －2006《涂層織物的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法》等［3－4］。

2.3 透濕性測試

透濕性是測定在一定溫度、一定濕度和一定的風(fēng)速下單位時間內(nèi)透過織物單位面積的水汽量，一般用g/(m2·24h)來表示。

(1)控制杯法。包括水蒸氣透過法和干燥劑法，又分為正杯法和倒杯法。主要標(biāo)準(zhǔn)有中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 12704.1 －2009《紡織品 織物透濕性試驗方法 第1 部分:吸濕法》、GB/T 12704.2 －2009《紡織品 織物透濕性試驗方法 第2 部分:蒸發(fā)法》、美國材料實驗協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)ASTM E 96 －2000《材料的水蒸氣滲透性標(biāo)準(zhǔn)試驗方法》、日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS L1099 －2006《織物的水蒸氣滲透率的試驗方法》、加拿大標(biāo)準(zhǔn)CAN/CGSB －4.2 No.26.3 －M95:2003《耐水性 表面潑濕測試:潑水測試》、英國標(biāo)準(zhǔn)BS 7209 －1990《水汽滲透衣料織物規(guī)范》等。

(2)出汗熱盤法。也稱皮膚模型法，主要標(biāo)準(zhǔn)有ISO 11092 －1993《紡織品 生理效應(yīng) 穩(wěn)態(tài)條件下耐熱和耐水蒸汽性能的測量(防護熱板排汗試驗)》、歐洲標(biāo)準(zhǔn)DIN EN343 －2007《防護服. 防雨服》、NFPA 1971 －2000《建筑物消防用防護服》、美國材料試驗學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)ASTM F1868 －2009《熱盤法熱防護織服材料測試方法》等［5－6］。

(3)出汗假人法。出汗假人法的假人有點像熱盤，用來模擬典型人體的形狀和尺寸。假人測試比出汗熱盤測試更具有實際意義，因為它可以考慮更多的變量，包括服裝覆蓋人體的表面積、紡織品的層數(shù)和人體表面空氣層的分布、人體不同部分的皮膚溫度差異、身體的位置和運動狀態(tài)等。但是，還沒有一個出汗假人可以測試在諸如行走時動態(tài)條件下的蒸發(fā)熱阻力。當(dāng)前，還沒有出汗假人的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和測試步驟。而且由于出汗假人更加復(fù)雜和昂貴，使得假人測試費用比熱盤法高。

3 結(jié)語

總之，生產(chǎn)防水透濕功能高技術(shù)涂層織物，既符合織物涂層最新發(fā)展趨勢，也順應(yīng)國內(nèi)外市場需求的方向，具有廣闊的經(jīng)濟和社會效益前景。產(chǎn)品技術(shù)含量高，產(chǎn)品附加值高。經(jīng)濟效益顯著。

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