功能性涂层织物工艺技术的探讨
迂培娟 沈娟 天津市第一印染厂
染整涂层及其他整理学术论文、资料选辑/1990；43-46
提要
本文以我厂开发功能涂层织物为主线，并对其工艺技术进行了初步的探讨，时还列举了防水、防油、保温、阻燃等四种不同功能织物的用途。
一、前言
涂层加工整理是纺织品一种新的表面整理。通过这种加工技术，一方面提高纺织品的使用功能；另一方面则掩盖其本身的弱点，使涂层后的织物具有防羽绒、防水、拒水、拒油、遮光、保温(隔热)、防辐射、阻燃等功能，其应用领域不断延伸和扩大，如服装、装饰、产业、旅游、军工、航天
等。因此我们在开发防水涂层的同时，对具有特殊功能的涂层织物的工艺进行了初步的摸索，并在此基础上开发和生产了具有防水、拒油、保暖、阻燃功能的织物。
二、工艺技术的探讨
涂层整理织物的生产工艺是由产品的要求、用途、面料、涂层剂等多种因素决定的。
(一)工艺流程
1．涤棉防水、拒水、拒油织物
此产品选用涤棉卡其织物，用途为服装，根据这一特点在工艺流程设计上对涂层前的织物，进行预拒水处理和不经预拒水两种工艺对比。从涂层增重和防水效果看，不经预拒水处理的织物涂层后增重稍大些，防水效果稍差。原因有两个，一是未经预拒水处理的织物具有亲水性，涂层剂即为水乳型，较易渗透到织物内部，导致耐静水压不高，手感发硬；二是未经预拒水处理的织物涂层时必须将其填平，才能达到均匀涂敷，而经过预拒水处理的织物表面由拒水剂占据，使织物表面光滑，可减少渗透，涂层剂与防水剂形成网状膜，涂后手感柔软，因此采用了下述工艺流程；
未涂层织物→预拒水处理→涂层→烘干→后防护处理→焙烘→整理。
2．纯棉防水、保温(隔热)帐蓬织物
该产品系帐蓬织物，特点是防水效果好、轻便、经济。为此在坯布选择上结合天津市地区坯布情况，选用了纯棉21×21 85×76平纹织物，这种织物纱支较粗，密度也不十分高，布面棉结过多，粗糙不平。为了克服织物的不足，在工艺上选择了涂层前轧光工艺，这样不仅使纱线排列更加紧密，而且还使织物粗糙的表面得到弥补和改善。故采用工艺为；
未涂层织物→预轧光(高光)→涂层→烘干→后防护处理→焙烘→整理。
3．涤棉防水、拒水、拒油、阻燃工业用帐蓬织物
涤棉混纺织物的阻燃整理是一个难度较大的课题，由于涤和棉是两种不同的纤维，它们的燃烧过程和原理不尽相同，对于涤和棉单纺织物可分别选用相适宜的阻燃剂，而混纺织物则不同，必须使阻燃剂对两种纤维皆有阻燃效果。对于阻燃织物以前大多是采用浸轧方法，这种方法很容易使织物获得较理想的效果，而阻燃涂层则不同。开始我们曾试图采用单面涂层，这样涂层剂只在织物的一面，涂层面可起到阻燃作用，但背面仍会燃烧，采用双面涂层(涂敷带有阻燃剂的浆)可以达到阻燃标准，无残焰，但阴燃问题解决不了。利用降低涂层剂粘度来增加涂层织物的渗透，也达不到要求，相反则会因为涂层剂粘合度低、给涂敷带来一定困难，涂后织物手感发硬，因此解决阴燃的最好方法是涂层前浸轧阻燃液，使其全部被浸透，以获得较佳效果。今对比如下；
不浸阻燃增效剂 阴燃1-3分
手浸阻燃增效剂 阴燃可控制10秒内
浸后效果突出，工艺流程为；
未涂层织物→予浸阻燃增效液→正面涂层→烘干→背面涂层→烘干→后防护处理→焙烘→整理。
4．复合铝箔着色防水、拒油、保暖 (工业用织物)
此产品是以无纺布为底布，通过复合后再涂层而获得的。在工艺设计上通过先复合后涂层、和先涂层后复合两种工艺进行对比，结果发现先涂层后复合的织物在生产过程中难度较大。因无纺布本身强力差，涂层设备为针板式，所以易断布。而复合后的织物可使强力增加许多，并可保证织物的尺寸稳定性，对涂层工序也有利，因此采用了下述工艺；
无纺布→复合铝箔基材→涂层→烘干→焙烘→整理。
(二)涂层剂及配方
在涂层剂的选择上，结合国内涂层剂的发展和设备的适用情况，选择了国产水乳型涂层剂，并筛选出适宜各种不同功能的涂层剂，配方如下；
1．涤棉防水、拒水。拒油织物
涂层剂 100份
交联剂 1-2份
2．纯棉防水、拒水、保温(隔热)帐蓬织物
涂层剂乳液(自增绸) 85份
保温材料 15份
氨水调pH 7-8
3．涤棉防水、拒水、拒油、阻燃工业用帐蓬织物
涂层剂C-20 80份(阻燃专用涂层剂)
阻燃剂 20份
4．无纺布复合铝箔着色防水、拒油、保暖工业用织物
涂层剂乳液 80-90份
增稠剂 适量
交联剂 1-2份
涂料色浆 X份
保温材料 4-10份
氨水调pH 8-9
(三)后防护处理
在涂层整理中，特别是功能性涂层整理，往往根据产品实际应用要求，在涂层后对其织物进行一次特殊的后处理，如拒水、拒油、阻燃、防污、防静电等。所以对前面所提到的几种产品，在涂层后进行了相应的后防护处理。
1．涤棉防水、拒水、拒油织物
防水剂F-2 5-10%
2．纯棉防水、拒水、保温(隔热)帐蓬织物
防水剂F-1 3-8%
3．涤棉防水、拒水、拒油、阻燃工业用怅蓬织物
防水剂F-1 4-8%
后防护处理采用一浸一轧，热风烘干，温度100-110℃，焙烘温度150-170℃，时间1-3分钟。
三、结果与分析
对于功能性涂层织物的技术标准，按用户实际要求来决定。
（一）涤棉防水、拒水、拒油织物
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|
涤棉线绢65/2×65/2×130×65 |
涤棉线绢45/2×45/2×106×56 |
涤棉卡其45/2×22.6×13×2/26 |
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|
测试项目 |
未洗 |
洗十次 |
未洗 |
洗十次 |
未洗 |
洗十次 |
|
耐静水压(毫米) |
680 |
300 |
570 |
280 |
550 |
270 |
|
拒水性(分) |
100 |
80 |
100 |
80 |
100 |
70 |
|
拒油性(分) |
130 |
70 |
120-130 |
70 |
120-130 |
70 |
|
增重 (克/米2) |
19.6 |
21.2 |
23.4 |
|||
从上述试验中不难看出在同等条件下，平纹织物的增重要比斜纹织物低些，防水效果好于斜纹织物。对于服装面料除具有较好防水、拒水、拒油效果外，还必须具备良好的耐洗涤性。对此产品而言，耐静水压在400毫米，拒水80分，拒油110分以上即可。
(二)纯棉访水、拒水、保温(隔热)怅蓬织物；涤棉防水、拒水、拒油、阻燃工业用帐蓬织物
1． 纯棉
（1）防水耐寒性测定
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测试项目 |
测试结果 |
耐寒性 |
|
耐静水压毫米（水） |
400 |
-50℃ 不裂 -15℃ 不裂 |
|
拒水(级) |
4 |
-30℃ 不裂 -40℃ 不裂 |
（2）保暖性测定
|
测试时 |
克罗值（CC）（CLO） |
传热系数（AA） |
保温率（bb%） |
|
涂层向里 |
0.298cc |
18.80AA |
29.11bb |
|
涂层向外 |
0.286cc |
19.86AA |
27.61bb |
2．涤棉
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测试项目 |
测试结果 |
浸泡72小时 |
|
耐静水压毫米（水） |
430 |
400 |
|
拒水(级) |
3 |
3 |
|
拒油(分) |
120一130 |
|
|
残焰时间(秒) |
0 阴燃T 0.8 W 1.1 |
0 阴燃15 |
|
炭化长度(厘米) |
T 12 W 12.5 |
13 |
注；透气量3.8毫升/厘米2/秒，日晒牢度4-5级。
上述两种不同规格的织物其应用均为帐蓬，与服装面料有所不同的是；除具有良好的防水、泼水、耐光、耐寒性外，由于帐蓬体积较大，一般不需水洗，所以在生产过程中以及工艺中应注意下列几点；
1．对户外帐蓬而言关键是保温材料，须具有较好保温性；经过技术分析，确定将建筑行业合成材料移值于保温涂层。然而保温材料的粒度和用量，对于涂层亦有影响，粒度过细、不易分散，造成分散不均现象，过粗表面效果差。用量过多不仅添加时困难，且影响成膜；用量过少，保温性差，因此保温材料粒度80-100目，用量15-20%，可获较好效果，同时还可降低成本。
2．涤棉阻燃帐蓬如前面所提到的阻燃增效液用量，少则效果差，多则手感发硬，用量在15%左右较埋想。再有就是阻燃剂的选择以及比例，应根据纤维的不同特性进行选择，因此选择了溴锑化合物，比例以2.5-3︰1为佳。
(三)无纺布复合铝箔着色防水、拒油、保温织物
由于这种织物是作为船舶包装用品，对防水、保温、拒油要求较严，特别是防水，应水珠滴在织物上不渗透，同时要求复合后织物不宜过厚，对底布一般布重在30-50克/米2之间。在生产过程中应严格控制工艺条件参数，才能满足船舶包装的特殊要求。
高低温多次反复试验；条件；
织物在高温（65℃条件下保持8小时）而后恢复至常温（保持15小时）再在低温（-30℃条件下保持8小时）再恢复至常温保持15小时作为一个周期。试验要求重复10个周期。
试验后的织物分别检验外观并测试其处理前后的织物保温性
外观；不裂、不绉、不脱层、不褪色
保温性；
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样品 |
保温率% |
克罗值（CLO） |
传导系数（千卡/厘米2·小时） |
|
B1 |
25.65 |
0.257 |
21.62 |
|
B2 |
29.22 |
0.308 |
18.02 |
四、测试方法
(一)织物抗渗水性试验(静水压)；GB4744-84(ISO-811-1981F)
(二)纺织物表面抗湿性试验(拒水)；GB4745-84(ISO-811-1981E)
(三)印染布重量试验方法；GB425-78
(四)纺织物阻燃性能试验垂直法；GB5455-85
(五)织物的透气性试验方法；JISL-1004
(六)耐洗性(水洗)；AATCC-124-1980
(七)日晒牢度；GB413-78(天然日光曝晒)
(八)拒油，美国3M公司织物拒油测试法
(九)耐寒，采用皮革测试方法
参考文献
[1]杨栋梁，"涂层整理"，《印染》1986，4期·
[2]石伟明等，"PP-3聚丙烯酸酯防水透湿涂层剂的合成及涂层整理工艺"，《印染》，1989，3期
[3] “涂层与复合”纺织部纺织科学院
[4]F.A.Woodraff，涂层设备和工艺的进展；D.Gumell等，"丙烯酸酯高聚物的一些情况"；Richard Heath，聚氨酯表面涂层剂综述"，《印染译丛》，1987年，3期