胡滿鈺 金肖克 田偉 黃坤鎮(zhèn) 邵靈達(dá) 祝成炎
摘 要:為研究熱壓工藝對(duì)EVA熱熔膠膜層壓復(fù)合織物黏接結(jié)構(gòu)和性能的影響,對(duì)熱壓工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,采用L25(53)正交試驗(yàn),以熱壓工藝的溫度、壓強(qiáng)和時(shí)間為試驗(yàn)的主要影響因素進(jìn)行分析,對(duì)復(fù)合織物的厚度、截面結(jié)構(gòu)、透氣性和剝離強(qiáng)度進(jìn)行表征分析。結(jié)果表明:對(duì)于EVA熱熔膠膜復(fù)合織物,壓強(qiáng)對(duì)其厚度和透氣性影響最大,溫度對(duì)其剝離強(qiáng)度影響最大;同時(shí),壓強(qiáng)對(duì)其厚度有顯著影響,對(duì)其透氣性有高度顯著影響,溫度對(duì)其剝離強(qiáng)度有顯著影響;隨著熱壓溫度、壓強(qiáng)和時(shí)間的增加,其厚度呈現(xiàn)下降趨勢(shì),隨著溫度和時(shí)間的增加,其透氣性和剝離強(qiáng)度呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),隨著壓強(qiáng)的增加,其透氣性和剝離強(qiáng)度呈現(xiàn)下降趨勢(shì);最佳熱壓工藝參數(shù)為100 ℃、0.5 MPa、90 s,該條件下熱熔膠與兩層織物的紗線和纖維結(jié)合緊密,膠層會(huì)形成間隙和微孔,復(fù)合織物厚度為0.65 mm,透氣性可達(dá)到156.72 mm/s,剝離強(qiáng)度可達(dá)到32.55 N。
關(guān)鍵詞:EVA熱熔膠膜;復(fù)合織物;熱壓工藝;剝離強(qiáng)度;正交試驗(yàn)
中圖分類號(hào):TS106
文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
文章編號(hào):1009-265X(2023)04-0173-10
收稿日期:2022-12-15
網(wǎng)絡(luò)出版日期:2023-03-22
基金項(xiàng)目:國(guó)家繭絲綢發(fā)展基金資助項(xiàng)目(浙經(jīng)信消費(fèi)[2021]133號(hào))
作者簡(jiǎn)介:胡滿鈺(1997—),女,湖北隨州人,碩士研究生,主要從事功能性紡織品方面的研究。
通信作者:祝成炎,E-mail:cyzhu@zstu.edu.cn
墻布作為家居裝飾織物,起到裝飾墻面、保護(hù)墻體的作用[1],按照面料層數(shù)可分為單層墻布和復(fù)合墻布。通常復(fù)合墻布的表層織物為機(jī)織布,里層織物為非織造布[2],使用黏合劑采用熱壓工藝黏接而成,屬于層壓復(fù)合織物(簡(jiǎn)稱復(fù)合織物),不僅能保持各層織物原有的功能特性,且可設(shè)計(jì)增加其他功能,整體表現(xiàn)出功能的疊加性[3],經(jīng)加工處理后,復(fù)合墻布能夠滿足目前對(duì)墻布多功能的要求,已逐步替代單層墻布,被廣泛使用[4]。
黏合劑作為復(fù)合織物的主要組成部分,決定了復(fù)合織物的耐久性和整體質(zhì)量[5],其中,熱熔膠是一類不含溶劑的可熔、可塑性環(huán)保型化學(xué)產(chǎn)品[6],經(jīng)過(guò)專業(yè)設(shè)備加工可得到厚度均勻、便于儲(chǔ)存運(yùn)輸?shù)臒崛勰z膜,使用時(shí)裁剪至所需大小,放置在被黏接材料之間進(jìn)行熱壓復(fù)合,操作簡(jiǎn)便[7]。紡織常用熱熔膠按基材主要分為:聚酰胺(PA)類熱熔膠、聚酯(PES)類熱熔膠、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)類熱熔膠、聚氨酯(PU)類熱熔膠等[8]。在這些熱熔膠
中,乙烯-醋酸乙烯共聚物(Ethylene vinyl acetate,EVA)熱熔膠熔點(diǎn)低,適用范圍廣,黏接能力強(qiáng),且具有成本低,耐酸和耐老化等優(yōu)勢(shì)[9],可用于墻布用復(fù)合織物的黏接。熱壓工藝條件直接影響了EVA熱熔膠在兩層織物間的滲透程度,進(jìn)而影響復(fù)合織物的黏接結(jié)構(gòu)和織物性能[10],但目前針對(duì)EVA熱熔膠膜制備復(fù)合織物的工藝研究較少,熱壓工藝條件對(duì)復(fù)合織物的內(nèi)部黏接結(jié)構(gòu)和性能的影響尚未明晰,因此對(duì)EVA熱熔膠膜制備復(fù)合織物進(jìn)行熱壓工藝研究是有必要的。
本文以EVA熱熔膠膜為黏合劑,機(jī)織布為表層織物,非織造布為里層織物,將熱壓溫度、壓強(qiáng)和時(shí)間作為主要影響因素,設(shè)計(jì)L25(53)正交試驗(yàn),研究熱壓工藝條件對(duì)復(fù)合織物黏接結(jié)構(gòu)和復(fù)合織物性能的影響,并對(duì)復(fù)合織物的熱壓工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,以期為EVA熱熔膠膜制備復(fù)合織物提供工藝參考。
1 實(shí) 驗(yàn)
1.1 實(shí)驗(yàn)原料與儀器
1.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
實(shí)驗(yàn)原料及來(lái)源見表1。
1.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
實(shí)驗(yàn)中主要儀器設(shè)備及來(lái)源見表2。
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)
熱壓工藝中,當(dāng)溫度達(dá)到熱熔膠軟化點(diǎn)時(shí),熱熔膠膜開始軟化、熔融,轉(zhuǎn)變?yōu)轲ち鲬B(tài),獲得流動(dòng)性,在
加壓條件下,向兩層織物間隙浸潤(rùn)擴(kuò)散,待熱壓工藝結(jié)束后,在室溫條件下降溫固化,熱熔膠與兩層織物的部分紗線和纖維發(fā)生固結(jié),形成物理互鎖結(jié)構(gòu),得到層壓復(fù)合織物。復(fù)合織物中熱熔膠膜的熔融浸潤(rùn)效果如圖1所示。
熱壓溫度、壓強(qiáng)和時(shí)間3個(gè)參數(shù)會(huì)影響熱熔膠的軟化、熔融程度和流動(dòng)性,導(dǎo)致復(fù)合織物中熱熔膠的滲透程度不同,以此造成復(fù)合織物的黏接結(jié)構(gòu)不同,進(jìn)而影響織物性能。因此選擇熱壓溫度、壓強(qiáng)和時(shí)間作為主要因素,設(shè)計(jì)L25(53)正交試驗(yàn),熱壓工藝的因素水平見表3。
根據(jù)熱熔膠DSC熱性能分析,EVA熱熔膠膜軟化點(diǎn)為65 ℃,所以熱壓溫度需高于65 ℃才能使熱熔膠膜軟化、熔融,熱壓溫度需低于130 ℃防止真絲在高溫下發(fā)生脆化,因此選取熱壓溫度范圍為80~120 ℃。根據(jù)前期試驗(yàn)探索,軟化熔融后的熱熔膠在無(wú)壓強(qiáng)條件下流動(dòng)擴(kuò)散程度小,僅固結(jié)與其接觸
的紗線和纖維,加壓能提高熱熔膠在兩層織物間隙的滲透程度,但當(dāng)熱壓壓強(qiáng)大于2.5 MPa時(shí),復(fù)合織物手感硬,織物間黏接牢度差,故選取熱壓壓強(qiáng)范圍為0.5~2.5 MPa。EVA熱熔膠在溫度達(dá)到軟化點(diǎn)后能在幾秒內(nèi)軟化熔融,隨后在壓強(qiáng)作用下流動(dòng)擴(kuò)散,熱壓時(shí)間主要為熱熔膠熔融后的流動(dòng)浸潤(rùn)時(shí)間,選取熱壓時(shí)間范圍為30~150 s。
1.2.2 復(fù)合織物制備工藝
本文采用熱壓工藝制備EVA熱熔膠膜復(fù)合織物,工藝流程如圖2所示。
將非織造布、EVA熱熔膠膜和緞紋機(jī)織布依次疊放入已完成預(yù)熱的兩層高溫發(fā)泡硅膠板之間,按正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的壓力與時(shí)間進(jìn)行熱壓復(fù)合,待熱壓工藝結(jié)束后,取出織物在室溫條件下冷卻固化,得到復(fù)合織物。
1.2.3 性能測(cè)試表征
采用差示掃描量熱儀測(cè)試EVA熱熔膠膜的熱學(xué)性能,根據(jù)GB/T 3820—1997《紡織品和紡織制品厚度的測(cè)定》測(cè)試復(fù)合織物厚度,采用掃描電子顯微鏡觀察復(fù)合織物截面微觀形貌,根據(jù)GB/T 5453—1997《紡織品 織物透氣性的測(cè)定》測(cè)試復(fù)合織物透氣性能,根據(jù)FZ/T 60011—2016《復(fù)合織物剝離強(qiáng)力試驗(yàn)方法》測(cè)試復(fù)合織物的剝離強(qiáng)度。
2 結(jié)果與分析
2.1 EVA熱熔膠膜復(fù)合織物性能的極差、方差和交互作用分析
2.1.1 EVA熱熔膠膜復(fù)合織物性能的極差、方差分析
極、方差分析是分析正交試驗(yàn)結(jié)果最常見的兩種方法。極差分析是根據(jù)復(fù)合織物性能測(cè)試結(jié)果的極差R值,分析判斷熱壓工藝制備復(fù)合織物時(shí)各因素對(duì)各性能影響的主次順序,結(jié)合各因素水平均值后,分別確定各性能最佳的熱壓工藝參數(shù)組合;方差分析可以確定各因素所引起的復(fù)合織物性能差異的大小,得出制備條件對(duì)復(fù)合織物性能具有顯著影響的因素。EVA熱熔膠膜復(fù)合織物性能的極差分析結(jié)果見表4,方差分析結(jié)果見表5。
通過(guò)比較表4中的各性能的極差R值可知,在熱壓工藝中,3個(gè)主要因素對(duì)復(fù)合織物厚度的影響主次順序?yàn)椋簾釅簤簭?qiáng)、熱壓溫度、熱壓時(shí)間;對(duì)透氣性的影響主次順序?yàn)椋簾釅簤簭?qiáng)、熱壓時(shí)間、熱壓溫度;對(duì)剝離強(qiáng)度的影響主次順序?yàn)椋簾釅簻囟?、熱壓壓?qiáng)、熱壓時(shí)間。根據(jù)復(fù)合織物透氣性值,復(fù)合織物透氣性最好的熱壓工藝組合為A3B1C3;根據(jù)復(fù)合織物剝離強(qiáng)度值,復(fù)合織物剝離強(qiáng)度最好的熱壓工藝組合為A2B1C3。極差分析得到了單個(gè)性能最好的熱壓工藝組合,但要進(jìn)一步優(yōu)化EVA熱熔膠膜制備復(fù)合織物的熱壓工藝參數(shù),還需綜合分析復(fù)合織物的內(nèi)部黏接結(jié)構(gòu)和復(fù)合織物整體性能。
通過(guò)比較表5中各因素的F值可知,各因素對(duì)復(fù)合織物各性能影響的主次順序與極差分析得到結(jié)果一致。同時(shí),根據(jù)P值可以得出,對(duì)復(fù)合織物的厚度、透氣率和剝離強(qiáng)度有顯著性影響的因素分別為壓強(qiáng)、壓強(qiáng)、溫度,其中,復(fù)合織物透氣性和熱壓壓強(qiáng)之間的顯著性為高度顯著。
2.1.2 EVA熱熔膠膜復(fù)合織物性能的交互作用分析
交互作用圖能反應(yīng)多因素共同作用的實(shí)驗(yàn)中各因素間的相互作用程度,通過(guò)SPSS軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,得到影響EVA熱熔膠膜復(fù)合織物透氣性和剝離強(qiáng)度的各因素之間的交互作用分別如圖3、圖4所示。
在交互作用圖中,各個(gè)因素的曲線平行則未發(fā)生交互作用,各個(gè)因素的曲線不平行則發(fā)生交互作用,相交趨勢(shì)越明顯,交互作用強(qiáng)度越大。由圖3可知,溫度與壓強(qiáng)、溫度與時(shí)間、時(shí)間與壓強(qiáng)對(duì)復(fù)合織物透氣率之間存在交互作用,溫度與時(shí)間之間的交互作用顯著;由圖4可知,溫度與壓強(qiáng)、溫度與時(shí)間、時(shí)間與壓強(qiáng)對(duì)復(fù)合織物透氣率之間存在交互作用,當(dāng)熱壓溫度在100~110 ℃時(shí),溫度與壓強(qiáng)之間的交互作用不明顯。
2.2 熱壓工藝對(duì)復(fù)合織物黏接結(jié)構(gòu)的影響
為進(jìn)一步研究各因素對(duì)復(fù)合織物黏接結(jié)構(gòu)和性能的影響規(guī)律,以正交試驗(yàn)各因素水平值為橫坐標(biāo),相應(yīng)水平測(cè)試結(jié)果均值為縱坐標(biāo),作因素水平趨勢(shì)圖,直觀反應(yīng)各因素對(duì)復(fù)合織物各性能的影響趨勢(shì)和大小。
根據(jù)織物厚度和截面電鏡圖分析復(fù)合,研究熱
壓工藝與復(fù)合織物黏接結(jié)構(gòu)間的關(guān)系。復(fù)合織物所用緞紋機(jī)織布厚度為0.37 mm,水刺非織造布厚度為0.62 mm,EVA熱熔膠膜的厚度為0.05 mm。對(duì)正交試驗(yàn)得到的復(fù)合織物平均厚度進(jìn)行分析,復(fù)合織物厚度因素水平趨勢(shì)如圖5所示。
由圖5可知,隨著熱壓溫度、壓強(qiáng)和時(shí)間的增加,復(fù)合織物的厚度均逐漸減小,其中,壓強(qiáng)由0.5 MPa增加到1.0 MPa時(shí),厚度下降最明顯。
復(fù)合織物整體厚度的變化是由熱熔膠滲透程度和兩層織物厚度變化共同導(dǎo)致的。隨著溫度、壓強(qiáng)和時(shí)間的增加,熱熔膠膜由高彈態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱鲃?dòng)性不同的粘流態(tài),在壓強(qiáng)的作用下,以不同的速度向兩層織物間流動(dòng)浸潤(rùn),熱壓溫度越高、壓強(qiáng)越大,時(shí)間越長(zhǎng),熱熔膠流動(dòng)浸潤(rùn)速度越快,時(shí)間越久,在兩層織物間的滲透程度越大。同時(shí),在加壓過(guò)程中,兩層織物內(nèi)部紗線和纖維間的間隙也會(huì)在壓強(qiáng)的擠壓作用下被壓縮,待熱壓工藝結(jié)束后,壓縮部分無(wú)法完全恢復(fù),且熱壓工藝不同恢復(fù)程度不同,兩層織物厚度有一定程度的減小。
根據(jù)復(fù)合織物的厚度,在正交試驗(yàn)中選取3塊復(fù)合織物,通過(guò)電鏡觀察復(fù)合織物的截面形貌特征,所選取復(fù)合織物的熱壓工藝參數(shù)和厚度見表6。
其中,試樣1與試樣25的熱壓工藝各因素水平差別最大,3塊復(fù)合織物截面電鏡圖如圖6所示。
從圖6中可以清晰看到復(fù)合織物的截面結(jié)構(gòu):非織造布、EVA熱熔膠和機(jī)織布依次層疊,復(fù)合織物截面熱熔膠的滲透程度不同,與紗線和纖維的結(jié)合效果不同,截面結(jié)構(gòu)有較大區(qū)別。由圖6(a)和圖6(b)可知,試樣1中熱熔膠膜狀形態(tài)結(jié)構(gòu)無(wú)明顯改變,僅固結(jié)了與熱熔膠接觸的少量紗線和纖維,與織物中紗線和纖維的結(jié)合效果差,熱熔膠仍保持膜狀結(jié)構(gòu);由圖6(c)和圖6(d)可知,試樣11中熱熔膠膜在兩層織物間發(fā)生流動(dòng)浸潤(rùn),滲透分布范圍增大,并與部分紗線和纖維發(fā)生固結(jié),熱熔膠膜狀形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,膠層出現(xiàn)間隙;由圖6(c)和圖6(d)可知,試樣25厚度明顯減小,截面中熱熔膠滲透分布范圍擴(kuò)大,熱熔膠膜狀形態(tài)結(jié)構(gòu)完全改變,滲透程度增加,兩層織物中被固結(jié)的紗線和纖維增加,織物的間隙和微孔被熱熔膠黏接??椢锏酿そ咏Y(jié)構(gòu)包括:熱熔膠膜的形態(tài)變化、滲透程度、與紗線和纖維的結(jié)合等,不同的熱壓工藝會(huì)直接影響復(fù)合織物黏接結(jié)構(gòu),進(jìn)而影響復(fù)合織物的性能。
2.3 熱壓工藝對(duì)復(fù)合織物透氣性和剝離強(qiáng)度的影響
復(fù)合織物所用機(jī)織布透氣率為656.47 mm/s,非織造布透氣率為1762.90 mm/s,EVA熱熔膠膜不透氣。對(duì)正交試驗(yàn)得到的復(fù)合織物平均透氣性和平均剝離強(qiáng)度進(jìn)行分析,復(fù)合織物透氣性和剝離強(qiáng)度因素水平趨勢(shì)如圖7所示。
由圖7(a)可知,復(fù)合織物的透氣性和剝離強(qiáng)度隨著熱壓溫度的升高呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),在100 ℃時(shí)其透氣性最高,在90 ℃時(shí)其剝離強(qiáng)度最高;由圖7(b)可知,復(fù)合織物的透氣性和剝離強(qiáng)度隨著熱壓壓強(qiáng)的增加均呈現(xiàn)下降趨勢(shì),壓強(qiáng)由0.5 MPa增加到1.0 MPa時(shí),透氣性下降較快;由圖7(c)可知,復(fù)合織物的透氣性和剝離強(qiáng)度隨著熱壓時(shí)間的增加均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),在90 s時(shí),其透氣性和剝離強(qiáng)度均最好。
復(fù)合織物透氣性和剝離強(qiáng)度變化是由于復(fù)合織物內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同而導(dǎo)致的。熱壓溫度較低、時(shí)間較短時(shí),熱熔膠膜軟化后處于高彈態(tài)與粘流態(tài)之間,膠體流動(dòng)性和黏性差,在兩層織物間的滲透程度小,僅與織物表面紗線和纖維發(fā)生固結(jié),結(jié)合效果差,熱熔膠固化后仍形成無(wú)間隙膜狀,所以透氣性和剝離強(qiáng)度不佳;隨著溫度升高,熱壓時(shí)間增加,熱熔膠完全熔融,轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài),流動(dòng)性和黏性均增加,在壓力條件下,熱熔膠向兩層織物中的間隙擴(kuò)散浸潤(rùn),待冷卻固化后,兩層織物被固結(jié)的紗線和纖維增加,熱熔膠分布擴(kuò)散,與織物中的紗線和纖維結(jié)合效果好,且膠層形成間隙和微孔,故復(fù)合織物剝離強(qiáng)度和透氣性提高;但當(dāng)熱壓溫度、壓強(qiáng)和時(shí)間繼續(xù)增加時(shí),熱熔膠轉(zhuǎn)變?yōu)榱鲃?dòng)性很好的粘流態(tài),在壓強(qiáng)作用下向織物的紗線和纖維間流動(dòng)浸潤(rùn),待降溫固化后,黏接了兩層織物中紗線和纖維間的間隙,可供氣體通過(guò)的間隙和微孔減少,導(dǎo)致復(fù)合織物透氣性降低,熱熔膠分布范圍擴(kuò)大,在兩層織物的間隙中完全浸潤(rùn),膠體分散,熱熔膠自身結(jié)合面積減小,結(jié)合牢度下降,導(dǎo)致復(fù)合織物剝離強(qiáng)度下降。
2.4 復(fù)合織物熱壓工藝的優(yōu)化和驗(yàn)證
根據(jù)復(fù)合織物的黏接結(jié)構(gòu)、透氣性和剝離強(qiáng)度的分析,比較熱壓溫度為90 ℃與100 ℃時(shí)復(fù)合織物的透氣性和剝離強(qiáng)度,可以得出熱壓溫度為100 ℃時(shí),復(fù)合織物的整體性能較好;且熱壓壓強(qiáng)為0.5 MPa,時(shí)間為90 s時(shí),熱熔膠浸潤(rùn)滲透均勻,膠層能形成間隙和微孔,與織物中紗線和纖維結(jié)合效果好,復(fù)合織物的透氣性和剝離強(qiáng)度均最佳。因此,對(duì)EVA熱熔膠膜制備復(fù)合織物的熱壓工藝進(jìn)行優(yōu)化,其最佳熱壓工藝參數(shù)為:熱壓溫度100 ℃,熱壓壓強(qiáng)0.5 MPa,熱壓時(shí)間90 s。根據(jù)優(yōu)化后的熱壓工藝參數(shù)制備EVA熱熔膠膜復(fù)合織物,該復(fù)合織物截面電鏡圖如圖8所示。
在該工藝條件下制得的復(fù)合織物厚度為0.65 mm,通過(guò)截面電鏡圖,可以發(fā)現(xiàn)熱熔膠滲透效果與圖6(d)相似,熱熔膠層形成間隙和微孔,固結(jié)了織物中的部分紗線和纖維,結(jié)合效果好,優(yōu)化工藝參數(shù)制備的復(fù)合織物透氣率可達(dá)到156.72 mm/s,剝離強(qiáng)度可達(dá)到32.55 N,均接近正交試驗(yàn)中復(fù)合織物透氣性和剝離強(qiáng)度的最優(yōu)結(jié)果。
部分學(xué)者使用不同黏合劑進(jìn)行層壓復(fù)合織物的制備工藝研究[8,11-12],對(duì)其研究過(guò)程中剝離強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果進(jìn)行整理,得到不同黏合劑復(fù)合織物的最佳剝離強(qiáng)度,如表7所示。
本研究在熱壓工藝優(yōu)化后,復(fù)合織物剝離強(qiáng)度可達(dá)到32.55 N,與表7中其他各黏合劑制備復(fù)合織物的最佳剝離強(qiáng)度相比,EVA熱熔膠在復(fù)合織物黏接方面具有更優(yōu)的性能,其剝離強(qiáng)力具有明顯優(yōu)勢(shì)。
3 結(jié) 論
本文根據(jù)設(shè)計(jì)的3因素5水平正交試驗(yàn),以EVA熱熔膠膜為黏合劑,緞紋機(jī)織布為表層織物,水刺非織造布為里層織物,制備了不同熱壓工藝參數(shù)的25塊復(fù)合織物,分析熱壓工藝條件與復(fù)合織物內(nèi)部黏接結(jié)構(gòu)的關(guān)系,研究熱壓工藝條件對(duì)復(fù)合織物透氣性和剝離強(qiáng)度的影響,并對(duì)EVA熱熔膠膜制備復(fù)合織物的熱壓工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,得出如下結(jié)論:
a)在熱壓溫度、壓強(qiáng)、時(shí)間3個(gè)因素中,壓強(qiáng)對(duì)復(fù)合織物厚度的影響最大,溫度次之,壓強(qiáng)對(duì)復(fù)合織物透氣性影響最大,時(shí)間次之,溫度對(duì)復(fù)合織物剝離強(qiáng)度影響最大,壓強(qiáng)次之;同時(shí),對(duì)復(fù)合織物的厚度、透氣率和剝離強(qiáng)度有顯著性影響的因素分別為壓強(qiáng)、壓強(qiáng)、溫度,其中,熱壓壓強(qiáng)對(duì)復(fù)合織物透氣性具有高度顯著性影響。
b)在80~120 ℃范圍內(nèi),隨著溫度的升高,復(fù)合織物的透氣性和剝離強(qiáng)度均呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì),90 ℃時(shí)其剝離強(qiáng)度最高,100 ℃時(shí)其透氣性最好;在0.5~2.5 MPa范圍內(nèi),隨著壓強(qiáng)的增大,復(fù)合織物的透氣性和剝離強(qiáng)度均呈現(xiàn)下降趨勢(shì),0.5 MPa時(shí)其透氣性和剝離強(qiáng)度均最高;在30~150 s范圍內(nèi),隨著時(shí)間的增加,復(fù)合織物的透氣性和剝離強(qiáng)度均呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì),90 s時(shí)其透氣性和剝離強(qiáng)度均最高。
c)對(duì)EVA熱熔膠膜制備復(fù)合織物的熱壓工藝進(jìn)行了優(yōu)化,其最佳熱壓工藝參數(shù)為:100 ℃,0.5 MPa, 90 s。該條件下制備的復(fù)合織物,熱熔膠與兩層織物的紗線和纖維結(jié)合緊密,且膠層會(huì)形成
間隙和微孔,復(fù)合織物厚度為0.65 mm,透氣率可達(dá)到156.72 mm/s,剝離強(qiáng)度可達(dá)到32.55 N。
參考文獻(xiàn):
[1]楊瑞瑞,郭嫣,張文文,等.阻燃防水透濕多功能墻布的設(shè)計(jì)與開發(fā)[J].合成纖維,2022,51(11):18-21.
YANG Ruirui, GUO Yan, ZHANG Wenwen, et al. Design and development of flame-retardant, waterproof and moisture-permeable multifunctional wall fabric[J]. Synthetic Fiber in China, 2022, 51(11): 18-21.
[2]李棟,徐田文,施亞倫,等.非對(duì)稱潤(rùn)濕性復(fù)合墻布面料的制備及其性能[J].現(xiàn)代紡織技術(shù),2022,30(2):184-190.
LI Dong, XU Tianwen, SHI Yalun, et al. Study on the preparation and properties of composite wall coverings with asymmetric wettability[J]. Advanced Textile Technology, 2022, 51(11): 18-21.
[3]譚冬宜,肖龍輝,何斌,等.復(fù)合織物的研究現(xiàn)狀[J].紡織導(dǎo)報(bào),2017(8):75-77.
TAN Dongyi, XIAO Longhui, HE Bin, et al. Research status of composite fabrics[J]. China Textile Leader, 2017(8): 75-77.
[4]夏帥飛,祝成炎,范碩,等.凈化室內(nèi)空氣新中式窗簾墻布織物的設(shè)計(jì)開發(fā)[J].紡織導(dǎo)報(bào),2021(11):39-43.
XIA Shuaifei, ZHU Chengyan, FAN Shuo, et al. Design and development of new Chinese-style curtains and wall coverings with indoor air purification function[J]. China Textile Leader, 2021(11): 39-43.
[5]TIAN Y L, HUANG X, CHENG Y, et al. Applications of adhesives in textiles:A review[J]. European Polymer Journal, 2022, 167: 111089.
[6]S K V, GADHAVE R. Sustainable raw materials in hot melt adhesives: A review[J]. Open Journal of Polymer Chemistry, 2020, 10(3): 49-65.
[7]PENG X S, LIU S, HUANG Y D,et al. Investigation of joining of continuous glass fibre reinforced polypropylene laminates via fusion bonding and hotmelt adhesive film[J]. International Journal of Adhesion and Adhesives, 2020, 100: 102615.
[8]黃益,馬軍翔,金曦,等.環(huán)保型聚氨酯仿皮涂層材料研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代紡織技術(shù),2021,29(5):116-128.
HUANG Yi, MA Junxiang, JIN Xi, et al. Research progress on eco-friendly polyurethane artificial leather coating materials[J]. Advanced Textile Technology, 2021,29(5):116-128.
[9]KOSTYUK A V, SMIRNOVA N M, ANTONOV S V, et al. Rheological and adhesion properties of hot-melt adhesives based on hydrocarbon resins and poly(ethylene-vinyl acetate)[J]. Polymer Science, Series A, 2021, 63(3): 283-295.
[10]武海良,楊倩,張希文,等.EVA基紡織品用熱熔膠的形成:組分含量和參數(shù)調(diào)控[J].材料導(dǎo)報(bào),2019,33(6):1070-1073.
WU Hailing, YANG Qian, ZHANG Xiwen, et al. Fabri-cation of EVA based hot melt adhesive for textiles via adjusting component amount and experimental parameters[J]. Materials Reports, 2019, 33(6): 1070-1073.
[11]崔威威,郭嫣,宋敏芳.汽車用層壓面料的阻燃處理工藝研究[J].現(xiàn)代紡織技術(shù),2017,25(5):57-61.
CUI Weiwei, GUO Yan, SONG Minfang. Research of fire retardant treatment process of laminated fabrics for automobile[J]. Advanced Textile Technology, 2017,25(5):57-61.
[12]吳曉飛,關(guān)晉平,陳國(guó)強(qiáng).瓜爾膠改性黏合劑在墻布復(fù)合中的應(yīng)用[J].印染,2017,43(22):24-27.
WU Xiaofei, GUAN Jinping, CHEN Guoqiang. Application of modified guar gum adhesive to the composition of wall coverings[J]. China Dyeing & Finishing, 2017,43(22): 24-27,32.
Hot-pressing process and structure of laminated composite fabrics with EVA hot-melt adhesive films
HU Manyu1,2, JIN Xiaoke1,2, TIAN Wei1,2, HUANG Kunzhen1, SHAO Lingda1, ZHU Chengyan1,2
(1.College of Textile Science and Engineering (International Institute of Silk), Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018, China;
2.Zhejiang Sci-Tech University Huzhou Research Institute Co., Ltd., Huzhou 313000, China)
Abstract:
As an environmentally friendly decorative material, wall cloth is well in line with human's aesthetic and environmental protection requirements for its advantages of seamlessness, heat preservation and sound absorption. However, at present, the research and development scope of the foreign wall cloth industry is wide, while the research and development of wall cloth in China started late, with most related studies staying at the decorative level, and few on the functions. Moreover, the domestic research and development of wall cloth focus on single-layer wall cloth, which cann't fully meet the requirements of multi-functional wall cloth. Composite wall cloth, usually made of woven fabric and non-woven fabric by hot pressing with binder, is a laminated composite fabric. It can not only maintain the original functional characteristics of each layer of the fabric, but also can be designed to increase other functions, showing the superposition of functions as a whole. The development of multi-functional textile fibers and the research and development of wall cloth preparation technology have promoted the growth of the composite wall cloth market.
To address the lack of functional wall cloth and undiversified types in the domestic market, we mainly focus on the hot-pressing process of preparing composite fabrics for wall cloth in this paper. We selected the ethylene vinyl acetate (EVA) hot-melt adhesive film with a low melting point, wide bonding range and aging resistance as the adhesive. Firstly, we carried out the thermal analysis. On this basis, with the temperature, pressure and time of the hot-pressing process as the main influencing factors of the test, we designed the L25(53) orthogonal test to study the effect of the hot-pressing process on the bonding structure and properties of composite fabrics with EVA hot-melt adhesive films. In this paper, we analyzed the cross-section bonding structure of the composite fabric by thickness and cross-section electron microscopy, including the morphological changes of the hot-melt adhesive film, the degree of penetration, the binding effect with yarns and fibers, etc. We also analyzed the reasons for the influence of the hot-pressing process on the properties of composite fabrics from the microstructure. It is found that for composite fabrics with EVA hot-melt adhesive films, pressure has the greatest influence on the thickness and air permeability, and temperature has the greatest influence on the peel strength. At the same time, pressure has a significant effect on the thickness, a highly significant effect on the air permeability, and temperature has a significant effect on the peel strength. With the increase of hot-pressing temperature, pressure and time, the thickness shows a downward trend. With the increase of temperature and time, the permeability and peeling strength increase first and then decrease. With the increase of pressure, the permeability and peeling strength show a downward trend. The optimum parameters for the hot-pressing process are 100 ℃, 0.5 MPa and 90 s. The hot-melt adhesive of the composite fabric prepared under this condition is closely combined with the yarn and fiber of the two layers of the fabric. The adhesive layer will form gaps and micro-pores. The thickness is 0.65 mm, the air permeability can reach 156.72 mm/s, and the peel strength can reach 32.55 N.
The relationship between the hot-pressing process conditions and the bonding structure and properties of composite fabrics with EVA hot-melt adhesive films can lay a research foundation for the preparation of composite fabrics. Through the selection and design of raw materials, new functional wall cloth products with such functions as anti-fouling property, moisture permeability and flame resistance are prepared to meet human's high-quality requirements for indoor environmental conditions. The research results can provide process reference for the preparation of composite fabrics by EVA hot-melt adhesive films, and provide a basis for the preparation of functional composite wall fabrics.
Keywords:
EVA-based hot-melt adhesive film; composite fabrics; hot-pressing process; peel strength; orthogonal experimental