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混纺织物涂层技术经验与创新

时间:2013-07-17 18:38:41  来源:纺织导报  作者:罗耀发 张 丽

  摘要:本文着重介绍了混纺产品的涂层技术和涂层产品,以及在涂层技术方面的创新实践经验。总结了混纺产品涂层技术的常见问题及解决办法等。
  关键词:涂层技术;混纺织物;防水透湿;创新
  
  据《中国服装市场战略及分析报告》(以下简称《报告》)统计,中国工装市场和户外服装市场从2000年开始起步,在之后迎来爆发性增长。中国工装市场随着政府对户外工作人员的重视,基本都需穿着防水透湿类服装,每年工装服装都有稳步增长。据《报告》统计,中国户外运动用品的零售总额只占运动用品的 1%,而在经济发达国家一般都会达到15% ~ 20%。中国户外用品行业在未来的十几年内仍将高速发展。这为功能涂层织物的发展提供了广阔空间。
  为了进一步提高混纺织物的服用性能和附加值,通常要增加后整理工序。尤其是涂层后整理,即在织物正面或者反面均匀地涂饰一层或者多层高分子化合物,在织物表面形成一层致密的薄膜,从而改善织物外观、风格或附加防水、防风、保暖、透湿和阻燃等特殊功能。涂层整理是众多后整理方式的一种,但是其在改变面料风格和提高产品附加方面起到关键性作用。
  1 混纺织物正面涂层
  多年来,龙之族(中国)有限公司(简称龙之族)致力于纺织品涂层产品的研究与开发,尤其是混纺织物正面涂层。在织物表面涂饰涂层胶后,其外观得到根本改变,风格独特、手感优异,尤其是防风保暖性更强,适合风衣、夹克面料。根据风格性能的差别,可分为多种涂层产品(图 1)。
  1.1 擦亮涂层
  俗称“擦擦亮”的织物,其涂层后,织物表面上像附了层炭黑,经水洗擦拭后露出亮光光泽,以达到整体仿旧风格,有皮革般的手感。一般用于休闲夹克服,成衣经过水洗后手感丰满,呈现明暗交接的仿旧效果。根据涂层胶的分散体系可将擦亮产品分为水性擦亮和油性擦亮,水性擦亮可通过加入水性色料生产若干不同颜色;油性擦亮目前市售的只有黑色和咸菜绿两类产品,手感较硬挺。在生产时,擦亮产品含有较多固体成分,容易出现刮条和疵点等;由于手感硬挺,擦亮产品基本都会经过水洗,因此涂层牢度要求很高。
  混纺织物表面绒毛较多,为了能使织物表面更加平整,通常会在织物表面涂刮一道柔软粘合剂作底涂,低温烘干后压光压平整,最后上擦亮面胶。其在化纤和棉的混纺织物上的涂层工艺一般为:底涂(1.0 mm)→压光(170 ℃)→涂层(2.0 mm)→涂层(2.0 mm)。
  1.2 皮感涂层
  涂层技术最早是从皮革技术衍生而来,尤其正面涂层基本是仿造皮革的感觉,但涂层比皮革轻薄且价格低得多。在混纺织物表面,涂刮皮革涂饰剂类,如水性聚氨酯或聚丙烯酸酯涂层胶,达到仿皮的效果,即皮感涂层。手感软而不发粘,皮膜丰满、厚实,牢度优异,手感滑爽,有较强的抗张强度,优异的耐曲揉性,具有良好的耐寒和耐热性能,与织物粘着性能好。此外,可以通过胶水配方调整涂层面的亮度。其在混纺织物上的涂层工艺为:底涂(1.0 mm)→压光(170 ℃)→涂胶(2.0 mm),可根据客供样的手感厚薄选择面胶的刮胶厚度。
  国内皮感胶包括油性和水性,油性基本为聚氨酯皮膜胶,胶感丰满厚实,亮度可以很亮;水性皮感胶包括聚丙烯酸酯型和聚氨酯型,一般水性聚氨酯型皮膜感强,但价格较高,国内的浙江传化股份有限公司和丹东恒星化工有限公司的水性皮感胶具有代表性,据测算,均为水性丙烯酸酯树脂与少量助剂共混而得。在混纺织物表面涂刮少量的皮膜胶就能整体地提高产品的附加值,适用于制作风衣、夹克类等外观高档的服装。
  1.3 亮光涂层
  亮光涂层又称高亮涂层,即在织物表面涂刮高固含量的亮光树脂,赋予织物表面高亮度的风格。对于混纺织物的高亮处理,要求混纺织物中化纤含量较高些,经过高温压光后,使织物表面本身具有很高亮度,然后通过涂刮高固含量的底胶与面胶后使织物具有高亮风格。
  目前,市场上销售的亮光涂层均为油溶性树脂,因为水性树脂固含量相对较低且光泽度比油性弱些。该涂层风格产品尤其适合羽绒服、棉服的制作,由于树脂的高固含量,其耐水压性能优秀。如图 2 所示,亮面涂层工艺:压光(150℃)→涂胶(1.0 mm)→涂胶(2.0 mm)。为了增加产品附加值,往往在亮光树脂里混入少量的珠光粉,使织物表面色彩更加绚丽,风格更加独特,但如果珠光粉颗粒不够细腻或分散不够均匀,容易在涂刀上产生卡线条,影响产品质量。
  1.4 肤感涂层
  肤感涂层后的织物具有婴儿肌肤般丝滑的手感。该产品技术特点与亮光涂层相似,但风格基本为亚光面,手感极其柔软,耐低温性能优秀,这种涂层的混纺面料尤其适合女装或童装。底涂(1.0 mm)→压光(170 ℃)→涂胶(2.0 mm)→水洗。
  肤感涂层胶含有较多填充料,若填充料分散不均匀,容易造成涂层不匀或刮线条。根据涂层胶中含油性蜡感剂或油性肤感助剂的含量,涂层成品风格、手感不同。一般地,肤感涂层工艺采用底胶透明、面胶入色的方式来加工,原因是面胶中含有大量的填充物,容易造成面层发白,影响整体效果。
  1.5 洗褪涂层
  洗褪涂层工艺,一般是在混纺织物表面涂刮带颜色的色胶,即色浆中加入少量粘合剂,颜色与底色差别较大,当织物做成服装后水洗,服装部分区域色胶脱落,形成仿牛仔的仿旧风格,有双色效果。本工艺对温度、车速和粘合剂的含量有严格要求。俗称洗褪20%,即织物表面色胶保留80%,对色胶牢度要求较高;洗褪50%,即织物表面色胶保留50%,色胶牢度较低,应很快地褪掉。如表 1 所示,配方与工艺搭配能控制洗褪的程度,例如a1涂层成品洗褪大约为80%以上;b3洗褪效果为50%左右;而d3洗褪效果为10%左右。从机理上看,粘合剂占体系比例越高,焙烘温度越高,则洗褪效果越差;反之,洗褪效果越好。因此,生产过程中,往往根据客户样品的需求,对工艺进行略微的调整以达到不同的洗褪风格。
  2 混纺织物反面涂层
  2.1 普通背面涂层产品
  为了增加手感和防绒性能,混纺织物往往在织物背面涂刮少量的涂层胶。最为常见的是油性丙烯酸涂层胶和水性丙烯酸酯涂层胶,根据客户要求的手感,用软硬不同的涂层胶搭配进行涂刮能达到不同的织物手感。目前,许多染整厂配有简单的涂层机,在织物染色成品后进行简单的涂刮,即可达到客户的要求。这种工艺是目前整个涂层产品中最为简单的,只要求涂层不透胶、厚度合适即可。
  2.2 防水透湿涂层产品
  防水透湿涂层产品作为最早的涂层产品,伴随着涂层技术走过了近百年,因此防水透湿涂层技术最为成熟。混纺产品如涤/棉或锦/棉织物表面耐磨、耐刮性能优越,手感比纯棉织物硬挺,比纯化纤织物柔软丰满,反面涂刮防水透湿涂层后,可用于制作军用服装或背包、户外运动冲锋衣等。内地四川等地的涂层厂大多采用涤/棉混纺织物作防水透湿涂层加工,用于工装制作,如环卫工服、水电操作工服等。国外许多户外品牌采用涤/棉混纺织物用防水透湿涂层后用于冲锋衣和户外防护服装的制作,或者消防、交通警察工服等。混纺织物防水透湿涂层产品大多数采用油性亲水性涂层胶进行加工,其生产加工过程中产生大量的污染物,对人体有极大的伤害,而且大多数亲水性涂层人体穿着后舒适性不好。以替代传统的溶剂型涂层剂及价格昂贵的防水透湿微孔层压膜为目标,龙之族研制了环境友好的水性涂层剂及特殊的水性发泡体系,采用简单的涂层加工方式,开发具有微纳孔结构的高防水透湿性能的功能性纺织品,突破我国高端户外服装面料生产的核心技术及产品完全依赖进口的瓶颈。
  项目组通过分子结构设计及采用特殊的乳化分散工艺,研制了一种具有优异抗水性和附着力的改性水性聚氨酯树脂,分别适用于底涂层和面涂层的聚氨酯树脂的水性发泡体系,采用机械发泡(空气发泡)的方式进行涂层加工,以获得具有微纳孔结构的高防水透湿纺织品(图 3)。
  龙之族研究的防水透湿涤/棉混纺织物的静水压3000~ 12 000 mm水柱,透湿量(氯化钙吸湿法,即正杯法)控制在3 000 ~ 8 000 g(/m2· 24h);与PU底的干湿态粘接力(热封胶条剥离强度)均不低于 8 N;在-50 ℃外力冲击下涂层不开裂和脱落;50 ℃热水标准洗涤 1 h胶面无脱落。采用高端拒水系统使防水透湿织物正面的泼水性能不低于90分。龙之族公司研究的防水透湿涤/棉织物透湿量高,比普通的油性亲水型涂层胶正杯透湿量高出约2 000 g(/m2· 24h),人体穿着舒适性良好;且加工采用独特的涂层加工方式,成本比高端微孔涂层低的多;完全符合欧盟对环保的要求,冲破他们设定的技术壁垒,增强我国纺织业核心竞争力。
  3 混纺织物涂层常见的弊病及解决办法
  混纺织物包括涤/棉混纺、锦/棉混纺和棉/毛混纺在涂层过程中容易产生布毛,在涂层加工时极易产生不少弊病;另外混纺织物的纤维其热定型温度不一致,如果涂层温度控制不当,容易造成涂层产品手感发硬,左中右色差等。表2 将混纺织物涂层中常见的弊病进行列举分析,并提出合理化解决办法。
  4 结论
  涂层技术作为提高混纺产品附加值的重要载体,将为混纺产品的大力开发和推广起到关键性的作用。因此,涂层技术经验和创新将为纺织业的发展起到至关重要的作用。纺织品的涂层加工及产品安全、环保和低成本一直是学术界和工业界追求的目标,也是我国高端纺织品发展的必由之路。大力开发水性环保涂层胶和着力于新的涂层技术将能冲破目前处于的瓶颈,为涂层技术和涂层产品的发展注入新的血液。

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