涂层技术的开发和应用

曹慧平 江苏昆山纺织机械厂

原载：染整涂层及其他整理学术论文、资料选辑/1990

提要

本文围绕涂层整理方法，涂层加工设备，涂层剂的发展，针对我国织物涂层技术的发展现状，着重介绍了《七五》期间开发的、适合我国国情的灵活多用、多功能涂层联合机的特点及先进性，浅述了涂层技术的开发和应用是染整行业开发新产品、新品种、新花色的一颗新星。

近几年来，涂层枝术的开发和应用发展很快，因为涂层整理方法不但具有一般树酯整理赋予织物防缩、防皱的优点，而且具有以往树酯整理所不能达到的多元化效果。通俗地讲，涂层整理是在织物表面均匀地涂布一薄层(或多层)高聚物等物质，使它的正反面能产生不同功能的一种表面整理技术。涂层与传统的轧、烘、焙树酯整理相比，最显著的特点是多功能性和产品的多样化。在织物整理领域中，是近几年来进展较大的一门新技术，

正因为涂层整理织物己完全摆脱了传统的防水而不透气的单调局面，以其防水透气透湿的皮革外观等崭新面貌而引起人们的莫大兴趣，因而已成为我国纺织品发展生产的一种新的途径。

本文是根据本人二年来在完成多功能涂层联合机的设计试制过程中，对国内外涂层技术所作的调研分析，就如何开发我国的涂层技术和设备，谈一些见解。

一、涂层整理方法及涂层加工设备

织物涂层整理，从狭义来讲是将涂层材料涂刮到织物表面的加工过程。织物涂层的涂布方式则要根据产品要求、所用涂层剂的特性来选择。一般分为直接涂布法和间接涂布法两类。直接涂布法是将涂层剂用物理机械方法直接均匀地涂布到织物表面；间接涂布法又称转移涂层，是先将涂层剂用刮刀方法涂布于特制的防粘转移纸(又称离型纸)上。再与织物压合，使涂层物与织物粘接起来，再将转移纸与织物分离。

涂层加工设备有很多类型，国外常用的一些设备有浮动刮刀涂布机、刀辊涂布机、逆辊涂布机、刮辊涂布机、圆网涂布机、间接涂布机(又称转移涂层机)。

二、涂层剂的发展

涂层整理用涂层剂的种类也很多。常用的有乳胶、聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚乙烯等高分子聚合物。而在这些涂层剂中，近几年发展特别显著的是聚丙烯酸酯类和聚氨酯类树酯。聚丙烯酸酯是将不同的丙烯酸酯单体共聚而成，它可因其中所用原料单体不同而具有不同的物理机械性能；聚氨酯是以含双异氰酸酯基的化合物与多元醇或其它含活泼氢的化合物进行加聚而成，反应中没有副产物。前几年，国内织物涂层加工所使用的涂层剂大多数都是靠进口，近二年，国内已有几个化工厂和科研单位试制生产出高层次的涂层剂，这就为发展我国的织物涂层技术创造了有利的条件。

三、我国织物涂层技术发展现状

在我国，涂层加工技术对于橡胶、造纸等行业并不属新工艺，但在纺织印染工业中应用涂层技术，还只是近几年扩大发展起来的。我国人口众多，地域辽阔，对涂层织物的需求量大，但国内生产缓慢。据调查，商业部近几年就从日本、南朝鲜、台湾等地进口了涂层织物2000多万米，这主要由于广东、福建沿海地区对外开放后，蓬勃发展起来的服装、鞋帽的加工业大量需要涂层织物作为原料。如果不抓住有利的市场，岂不是太可惜了吗? 然而，对我国来说，高档次的织物涂层整理这项新技术、新工艺则起步较晚，虽然有一定量的产品进入市场，但因品种花色少，质量上不了水平，很难打入国际市场。针对这一现状，纺织部在制订《七五》星火计划会议上决定，将转移涂层技术和产品的开发列入《七五》期间国家重点技术开发攻关项目，研究转移涂层的设备、涂层剂的合成和涂层产品要并肩起步，搞出我国的特色。总之，在我国，开发织物涂层技术，一方面会给提高纺织品的多功能性和多样化带来崭新的市场，而最主要的是能给国民经济带来较显著的社会效益和经济效益。

四、开发适合国情的灵活多用的多功能涂层联合机

针对我国织物涂层发展现状我厂光荣地承担了国家《七五》重点科技攻关项目〈转移涂层设备的设计制造〉专项任务。为了很好地完成这项任条，我们对日本、西德、意大利、台湾等地的同类型产品进行了调研分析，吸取其精华，扬长避短，利用国内市场，选用国产的配套件，结合涂层整理的工艺要求，设计完成了适合我国国情、灵活多功能性、机械化程度较高、适应面广的涂层联合机。

1、设备机械结构的灵活多用性

在设备的机械结构型式上，在设计时我们吸收了国外浮动刮刀涂层机、刀辊涂层机、刮辊涂层机、圆网涂层机的各自特点，综合集中到一台涂层机上，可以根据用户的工艺要求，任意选择刮刀与刀辊的位置。在刀架结构上，充分利用刀架体的优势，把用于直接浮刀涂层法和转移涂层法的两种形状刮刀，装在同一体上，在使用时，根据工艺要求来选择刮刀及刀架的位置。联合机的机械结构型式，可灵活组合成二涂二烘、三涂三烘，长轴组件形成双组或三组组合形式，即多次涂布、粘合等加工在一条生产线上一次完成的联合生产线。全机长54米或61米。九种机型，十二单元或十五单元，同步传动结构型式。

(1)二涂二烘机械结构型式(图1)；

(2)三涂二烘机械结构型式(图2)。

以上二种结构型式则可根据用户厂要求灵活配套，任意选择，从而充分体现了联合机结构型式的灵活性。

2、设备的多功能性

涂层整理的工艺是较复杂的，作为设计、制造设备的厂家提供给用户厂的设备只能生产单一性的产品已不适应市场的需要，这就要求涂层整理的设备能适应生产多品种的性能，以多品种、优质产品占领市场。我们在确定设计方案时则本着为用户服务好的宗旨，并对涂层整理的工艺要求作了调研分析，在该联合机上充分体现了一机多功能性的特色。

功能之一；直接涂层法

直接涂层法主要用来生产薄型织物，这类织物适用于做滑雪衫、羽绒衣、雨衣、雨伞、装饰用料。

这类涂层方法是将刮刀安置在辊筒的上面，调节刮刀与辊筒的间隙，确定树脂涂层的厚度，涂层质量的好坏与刀的角度、车速、涂层剂的粘度与涂层刀的精度有关，涂层增重量为8-80克/米²。见下图；

1．涂层刮刀 2·辊筒 3·涂层剂

4．织物 5．带刹车张力辊

图3

功能之二；浮刀涂层法

浮刀涂层法用于加工伞类、运动服、便服等不要求耐水压的织物。

这种涂层法是将涂层剂调成浆状，直接加到织物上，用刮刀刮平。所用涂层剂的粘度为500-10000厘泊。涂层质量的好坏与织物的张力、刮刀的精度、角度以及所加的浆料的量有关。织物的张力可调节带刹车的张力辊来控制。涂层增重量为8-35克/米²。见下图；

1·涂层刮刀 2·辊筒 3·涂层剂

4·织物 5·带刹车张力辊 6·托布辊

图4

功能之三，圆网涂层法

圆网涂层法适用于各种织物，包括织物、非织造织物和天然绒织物等的涂层。

这种涂层法是将涂层剂经发泡机处理后，自动均匀地加到圆网内壁内、经装在内壁内的特制的刮刀透过内壁刮到织物的表面的一种方法，它是由荷兰Stork公司的圆网印花发展而来。这种涂层法适用于多种涂层工艺，应用范围广。加工时，织物、网和主动辊是同速运转，涂层时摩擦力小，适用于各类织物的涂层。圆网则是先用无接缝的有孔镍网，网眼数以每英寸长有多少孔数而定。圆网涂层用的圆网是为每英寸40-80目。涂层增重量为8-300克/米²。见下图；

l·圆网多n壁 2·圆网刮刀 3，织物

4·辊筒 5·导辊 6·张力辊

图5

功能之四，转移涂层法(也称间接涂布法)

转移涂层法主要用手生产PU革和PVC革(高档)。这类织物适用于做服装、箱包、各种旅游鞋、运动鞋。本联合机是生产该类织物最为理想的、功能最为齐全的联合机。

这种涂层法是经二涂、二烘、二涂或三涂、三烘、三涂即多次涂布粘合等加工在一条生产线上一次完成的联合生产工艺，整个工艺流程从转移纸开卷到织物、纸分离。在第一涂层装置上，将涂层剂涂在转移纸上，经烘房将溶剂完全蒸发，经冷却机冷却成树脂膜，接着在第二台涂层机装置处加粘合剂贴上底布，在第二台烘房中完成粘合，再经冷却机冷却到分离机处，将转移纸与树脂进行分离，转移纸和贴有树脂膜的织物分别打卷，便加工出了高档的PU革或PVC革。加工该类织物时刮刀则选用R形状的圆弧刮刀，对刀的位置则选用直接对刀法(见机械结构型式图6)。

图6

3、设备性能的先进性

我厂在消化吸收国外同类型设备时，总的体会是国外的元器件体积小、性能稳定，特别是在仪表方面，国内确实存在很大的差距，怎样用国内的元器件替代，是个最大的课题。这就要求我们对国外样机及涂层工艺的要求消化后，切合国情，用国产的元器件替代。我们克服了许多困难，对主要配套件进行了调研、比较、分析，并且在原样机的基础上作了改进，形成了我国的特色，主要体现在以下几方面；

(1)多功能涂层机的自动喂料，要求能无级调速，操作方便，性能稳定，体积小。经过调研分析，最后选用了天津一厂家仿制日本制造的带电机的微型无级调速器，达到了理想的效果。调速范围12.5-37.5rpm。

(2)多功能涂层刮刀，主动辊的精度要求很高，刀辊间隙公差小于0.03毫米。则要求圆弧刮刀、直刮刀在1850长度范围内直线度允差0.03毫米。我厂对此作了技术攻关，确保了该项主要技术指标，刀辊间隙结构中设有微调装置确保高精度调整。

(3)在联合生产线中，除涂层机精度要求高外，对烘燥机的温度控制他是一项直接影响产品质量的主要技术指标。我们则选用小循环结构型式，分区间自动控制烘房的温度。烘房温度控制调节阀与上诲自动化仪表研究所共同探讨，特殊配套生产。温度仪则选用了专业生产厂家的产品，从而达到了设计的技术指标，在烘房的结构上形成了系列化，可根据工艺要求，灵活配套。

(4)冷却机的冷水辊则选用了国内的冷水辊标准系列。

(5)转移纸的自对边打卷则选用了北京机床研究所设计制造的气液伺服导向装置，精度达到±0.1毫米。

(6)贴合机的自动跟边装置则参考了气动逻辑原理，达到了性能要求。

(7)单元机及联合机的防爆要求是个难以解决的课题；主要是国内尚无先例。我们根据GB3836.1-87(爆炸性环境用防爆电气设备通用要求)和GB3836.5-87(爆炸性环境用防爆电气设备)及对涂层车间可燃性气体的分析，确定了防爆等级为PⅡT3级，按该等级的要求，完成了防爆设计试验工作，并得到了国家级上海防爆仪器仪表检测站的检测和认可，属国内首创。在各通风充气箱体内配有差压控制器，当箱体内正压

值＜2OOPa后即令自动停车，确保了生产的安全性。

五、涂层技术的开发和应用

我厂经几年的努力，完成了国家重点科技攻关项目 多功能涂层联合机。经90年二季度在用户厂——福建鸿裕涂层织物有限公司进行安装调试，而后选用转移涂层法生产了PVC革、PU革共20万米。我厂给该公司配套的联合机为三涂、三烘、三冷的结构型式，经几个月试生产结果，设备的性能达到了国外同类型设备的性能。加工出来的织物可销售到国外去，但设备在价格上要比引进设备便宜3-4倍。第二台联合机目前已在广东鹤山化工制布厂安装调试生产，90年年底，由纺织工业部科技司组织在广东召开该项目的生产鉴定。

涂层整理技术近几年来已成为染整行业中开发新产品、新品种和新花色的一颗新星。涂层整理工艺的研究已从传统的直接刮刀法发展到转移涂层、湿法成膜、火焰法熔融粘合、发泡涂层和泡沫涂层等，这些都进一步推动了涂层整理的进步和产品开发，而涂层设备的先进更是促进了涂层整理的发

展。鉴于目前我国在涂层设备、涂层剂、涂层工艺、转移纸等方面都已有所突破，本人认为，我国染整行业要应用这个有利的条件，在独立自主的研究各种涂层整理技术的同时，加强国际间的技术交流，迅速开发品种繁多的涂层产品。