泡沫涂层工艺制备功能性窗帘面料yd13013
高诚贤1 葛会宪2 1.中国纺织科学研究院,北京100025; 2.中纺新材料科杖有限公司,天津301700)
收稿日期:2009-11-O3
作者简介:高诚贤(1978-),女,工程师,毕业于北京石油化工学院化工系,研究方向为各种干法直接涂层纺织产品的研究及开发。
原载：印染2010/4；36-38
【摘要】采用泡沫涂层工艺制备具遮光阻燃和防静电等多功能窗帘面料,考察了氨水添加量、发泡比和填充材料对涂层浆性能的影响。结果表明,填充材料的添加量越大,遮光性越好;发泡比直接影响涂层产品的厚度和遮光性;冷轧工艺有助于提高泡沫涂层织物表面的平整性和遮光性能。优化的泡沫涂层浆处方为:每
【关键词】涂层整理;泡沫整理;阻燃性;抗静电性;涤棉织物
【中图分类号】TS195.597 文献标识码:B 文章编号:1000-4019(2010)04-0036-O3
泡沫涂层工艺在以聚丙烯酸酯等乳液为主的涂层液中,加入表面活性剂类发泡剂,通过机械方法使涂层液与空气混和,形成稳定的泡沫,再涂布于基布上。泡沫涂层工艺不仅可节省染化药剂、节能、降低成本,而且涂布均匀,易于控制[1-2]。在织物背面进行泡沫涂层时,微小空气泡对涂层浆有增稠作用,泡沫涂层液不会渗透到涂层织物正面而影响织物外观。利用泡沫涂层工艺制备遮光、隔热、隔音等多功能窗帘面料,不仅可节约成本,减少浆料对织物的渗透,而且可在织物质量较轻的情况下保证较好的遮光性、力学性能和抗疲劳性,满足现代家居对功能性窗帘的需求。
1 试验
1.1 材料与设备
织物 抗静电涤棉织物(嵌有导电碳纤维,443根/
材料 聚丙烯酸酯涂层剂TR-77(罗门哈斯),钛白粉(TiO2),轻质碳酸钙,六羟甲基三聚氰胺树脂。
设备 Wemer Mathis AG空气切割发泡机,意大利AIGLE三涂三烘织物涂层机。
1.2 涂层工艺
处方/%
聚丙烯酸酯发泡浆料 85
填充材料(TiO2)
15
发泡稳定剂(硬脂酸胺) 2-3
氨水
若干滴
阻燃剂
20
抗静电剂
1
工艺流程
采用单层涂层,涂层薄则遮光效果差;涂层厚则易出现裂纹,因而试验采用多层刮涂方式。在织物最底层涂布银粉,以反射太阳光辐射热及紫外线,达到防紫外线和隔热的效果;再在银粉涂层上涂刮发泡遮光涂层、浅色面层,以达到既遮光又美观的效果。
工艺说明
低温预烘工艺的目的是,既稳定泡沫,又不致使泡沫过大而破裂。烘干温度太低,泡沫表面成膜,内部含水较多,涂层面发粘,易产生粘搭现象;烘干温度过高,织物表面水分蒸发过快,涂层浆中的填充剂向表面泳移,涂层面易产生皲裂。泡沫涂层后,织物先进入8O℃低温区预烘,使大部分水分蒸发,然后逐渐升温到
(2)冷轧处理的目的是使涂层表面平整、密实,提高遮光性能。
具体工艺流程见图1:
1.3 测试方法
(1)面密度
按EN ISO 2286-1:1998《橡胶或塑料涂覆织物整卷特性测定第1部分:长度、宽度和净重的测定方法》,在0HAUS
Adventurer AR1140电子天平上进行。
(2)透光率
按GB/T17032-1997《纺织品织物紫外线透过率的试验方法》进行。
(3)隔热性
按GB/T127O3-1991《纺织品静电测试方法》进行。
(4)泡沫半衰期
泡沫半衰期是泡沫体系析出5O%基液体积所用的时间。将100mL配制好的基液用高速搅拌器以12000r/min搅拌1min,将形成的泡沫装入玻璃量筒,当泡沫析出的液体量达到5O mL时,所用时间即为泡沫的半衰期。
2 结果与讨论
涂层浆配比、发泡比以及粘度会影响泡沫的稳定性,继而影响涂层的遮光性能。采用泡沫半衰期表征泡沫的稳定性,试验考察了氨水添加量、发泡比和填充材料对涂层浆性能的影响。
2.1 氨水添加量的影响
涂层浆中仅加入填充材料,浆料太稀,泡沫流动性太大,导致刮涂过程中附着在刮刀上的涂层浆量少,降低遮光效果。因此,配制涂层浆时应加入适量的增稠剂氨水来调节涂层浆的粘度。以Ti02为填充材料,按1.2节配制
表1 氨水添加量对泡沫涂层浆性能的影响(涂层厚度
|
氨水/滴 |
粘度/cPs |
面密度/(g/m2) |
透光率% |
半衰期/h |
手感 |
皲裂 |
|
0 |
61 |
125.32 |
13 |
4 |
柔软 |
无 |
|
5 |
119 |
122.72 |
14 |
4.5 |
柔软 |
无 |
|
8 |
190 |
120.62 |
17.1 |
6 |
柔软 |
少 |
|
10 |
350 |
120.45 |
22 |
8 |
柔软 |
有 |
|
12 |
450 |
117.90 |
22.1 |
10 |
柔软 |
有 |
|
15 |
495 |
115.00 |
39 |
11 |
柔软 |
有 |
由表1可知,当加人5-8滴氨水时,涂层浆的发泡稳定性和流动性都适中,且涂层织物表面平滑、均匀、细致。综合考虑,本试验确定每10Og涂层浆中加入2滴氨水。
2.2 发泡比的影响
进行泡沫涂层整理时,泡沫的大小要控制适当。泡沫过大,遮盖性不好;泡沫过小,涂层织物变硬。按1.2节配制
表2 发泡比对泡沫涂层浆性能的影响(涂层厚度
|
发泡比 |
透光率/% |
面密度/(g/m2) |
手感 |
皲裂 |
|
1:2 |
9.0 |
138.46 |
柔软 |
有 |
|
1:4 |
12.9 |
127.50 |
柔软 |
有 |
|
1:5 |
13.2 |
121.51 |
柔软 |
较小 |
|
1:8 |
14.0 |
111.26 |
柔软 |
较小 |
|
1:10 |
14.5 |
110.54 |
柔软 |
无 |
|
1:15 |
15.0 |
95.91 |
柔软 |
无 |
由表2可知,发泡比越大,空气占的比重越大,透光率越高,但涂层上浆量降低,遮光性变差;发泡比太小,发泡效果不理想,泡沫成形结构及稳定性差,粘度达不到要求。综合考虑,将发泡比控制在1:5,此时涂层浆料的流动性、泡沫稳定性和涂层均匀性均较好。
2.3 填充材料的影响
分别采用Ti02和轻钙作为填充材料配制涂层浆,考察填充材料种类和添加量对泡沫涂层浆性能的影响,结果见表3。
表3 填充材料对泡沫涂层浆性能的影响(涂层厚度
|
填充材料 |
添加量% |
透光率% |
面密度/(g/m2) |
|
TiO2 |
5 |
7.5 |
142.25 |
|
10 |
5.1 |
143.71 |
|
|
15 |
3.5 |
164.09 |
|
|
20 |
3.1 |
199.10 |
|
|
25 |
2.9 |
206,04 |
|
|
轻钙 |
5 |
10.0 |
154.16 |
|
10 |
9.0 |
171.50 |
|
|
15 |
8.9 |
177.52 |
|
|
20 |
7.5 |
177.93 |
|
|
25 |
7.1 |
178.01 |
由表3可知,填充材料的添加量越大,遮光性越好,且TiO2的遮光效果比轻钙好。当TiO2的用量超过15%时,遮光性趋于平缓。综合考虑,确定填充材料为15%TiO2。
2.4 涂刮厚度的影响
按1.2节配制
表4 涂刮厍度对织物性能的影响
|
涂层厚度/mm |
面密度(g/m2) |
保温率/% |
透光率% |
皲裂 |
||
|
轧前 |
轧后 |
轧前 |
轧后 |
|||
|
0.3 |
121.15 |
30 |
24.0 |
18.2 |
无 |
无 |
|
0.5 |
149.41 |
30 |
13.3 |
11.8 |
无 |
无 |
|
0.7 |
172.96 |
30 |
13.0 |
10.0 |
少许 |
无 |
|
0.9 |
185.43 |
30 |
9.0 |
8.0 |
有 |
有 |
|
1.1 |
188.71 |
/ |
8.5 |
7.5 |
有 |
有 |
|
1.3 |
276.44 |
/ |
8.0 |
7.0 |
有 |
有 |
|
1.5 |
295.28 |
/ |
7.1 |
6.0 |
有 |
有 |
由表4可知,当涂层厚度为
2.5 功能性窗帘性能
按1.2节工艺制备功能性窗帘面料,性能见表5。
表5 功能性窗帘面料的性能
|
厚度/µm |
500 |
|
面密度/(g/m2) |
172.96 |
|
透光率% |
≤10 |
|
保温率% |
30 |
|
阻燃性 |
续燃时间≤5s;损毁长度≤ |
|
防紫外线性 |
UPF>50;T(UVA)AV=4.9% |
|
防静电性 |
电荷密度4.5µC/m2 |
3 结论
(1)泡沫涂层浆中填充材料添加量越大,遮光性越好,但添加量过大会影响涂层牢度;发泡比直接影响涂层产品的厚度和遮光性;冷轧工艺有助于提高泡沫涂层织物表面的平整性和遮光性能。
(2)优化的泡沫涂层浆处方为:每
(3)泡沫涂层工艺制备的功能性窗帘产品具有优良的遮光性、阻燃性、防静电性和手感。在窗帘面料的制备过程中加入陶瓷粉,还可在一定程度上提高窗帘面料的隔热性。
参考文献:
[1] 霍瑞亭,马晓光,泡沫涂层在遮光窗帘加工中的应用[J]。产业用纺织品,2002,20(143):20-21
[2] 李运清,涂层技术与涂层装饰布.纺织科学研究[J]1991(4);21-26