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19.4×19.4Tex268×268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14.6×14.6Tex394×315(以下简称R100%)和粘涤70/307.3/2×7.3/2Tex434×276(以后简
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 | 好 |
R0/T30 | 9.6 | 9.3 | 好 |
注:减量率%=(煮漂前织物重-煮漂后织物重)÷煮漂前织物重×100%
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
前防水工艺:
超柔软氨基硅油SM6g/L
防水剂AG-7108g/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 | 良 | 差 | 差 | 金属皂感 | 不方便、不稳定 |
JCH有机硅 | 良 | 差 | 良 | 好 | 不方便、不稳定 |
CTF氟硅 | 良 | 一般 | 良 | 好 | 方便、较稳定 |
AG氟系 | 优 | 优 | 优 | 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R100%涂层布;(2)AG-71070g/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MMH2O | 透显性 | 防钻绒性 | 手感 |
HAR | 18 | 305 | 中.等 | 差 | 平滑 |
AR581 | 40 | 320 | 中.等 | 好 | 较粘、较硬 |
CB-1 | 36 | 290 | 差 | 好 | 粘、硬 |
6116-SL | 30 | 310 | 中.等 | 一般 | 平滑、较硬 |
PUT-2 | 28 | 410 | 好 | 好 | 平滑、较软 |
PUW-1 | 30 | 380 | 好 | 好 | 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HA
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”(INTERMOLECULARPORE)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 MMH2O | 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 | 差 | 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:AG71070g/L,六偏磷酸钠0.5g/L。(3)涂层:PUW-1100%氨水适量,粘度12000CPS。
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
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SM6g/L,防水剂AG7108g/L。
后防水:六偏磷酸钠0.5g/L,防水剂AG71070g/L,轧余率70%。
涂层胶:PUW-1100%或PUT-2100%,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 |