织物整理-涂层整理.ppt

涂层整理,参考文献：罗瑞林. 织物涂层技术，中国纺织出版社，2005.3，北京 顾振亚等（译）. 纺织品涂层与层压，化学工业出版社，2005，北京,黑山学院 纺织技术121,6.1概况,6.1.1定义 I. 在织物（或非制造布）表面均匀地涂敷一层或多层高分子成膜物，使其产生不同功能的一种表面加工技术。 II. 由两层或两层以上的材料组成，其中至少有一层是纺织品，而另一层是完全连续的聚合物涂层。层与层之间通过外加的粘合剂或材料自身的粘性紧密地粘合在一起。,6.1.2涂层加工的主要目的 涂层可以赋予织物外观和功能的变化，主要加工目的为： 改变织物外观：珠光效果、反光效果、双面 双色效果、皮革外观效果、光 泽效果等 改变织物风格：柔软丰满的手感、硬挺及高 弹回复性等 增加织物功能：防水、防油、防酸、防碱、 防辐射、防紫外和远红外辐射等,6.1.3应用领域 服 装：风雨衣、羽绒服、劳防服等 产业用布：篷盖布、土工布、遮阳布、送风 管道、汽车用布等 装饰用布：贴墙材料、铺地材料、椅子及沙 发面料、遮光窗帘等,6.1.4常见涂层剂 常用的涂层剂主要有： 聚氯乙烯树脂（包括糊树脂和悬浮树脂） 聚丙烯酸酯涂层剂（溶剂型、水分散型、超微乳液型等） 聚氨酯涂层剂（溶剂型、水分散型） 天然橡胶和合成橡胶涂层剂,烟台黑山学院 纺织技术121,6.1.5涂层方法 直接干法涂层 凝固涂层（湿法涂层） 转移涂层 层压涂层（层叠、贴合） 喷涂法 真空镀膜法,烟台黑山学院 纺织技术121,5.2.2 PVC树脂添加剂 PVC 树脂进行涂层或制造人造革时，要添加： 增塑剂 稳定剂 润滑剂 发泡剂及发泡促进剂 填料、着色剂等助剂,烟台黑山学院 纺织技术121,5.2.2.1 增塑剂 高分子材料的增塑作用 高分子材料特别是分子极性较强的高分子材料，存在着分子间的作用力，如范德华力（偶极力、诱导力、色散力）和氢键。 极性分子间的作用力强于非极性分子间力。 大分子链的互相作用力阻碍分子链间的移动，有很强的刚性，不适于加工要求柔软、韧性好的制品。,烟台黑山学院 纺织技术121,常用增塑剂 PVC 常用增塑剂按结构可分为：邻苯二甲酸酯类、脂肪酸酯类、磷酸酯类、石蜡类。 邻苯二甲酸酯类 常用的是邻苯二甲酸二（2乙基）己酯（DOP）：,烟台黑山学院 纺织技术121,DOP 的相容性较好、挥发性小、光热稳定性好、耐低温、低毒、各项性能均优良，能满足大多数制品的要求。 除了可以用于 PVC 增塑外，还可用于聚氯乙烯聚醋酸乙烯、PVA 缩丁醛、硝酸纤维素、乙基纤维素、聚甲基丙烯酸甲酯和聚苯乙烯等的增塑。,烟台黑山学院 纺织技术121,氯化石蜡 挥发性小，阻燃性和电绝缘性优良，能赋予制品一定的光泽和抗张强度。可作为辅助增塑剂以降低成本。 除 PVC 以外，还可用于丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、聚氨酯橡胶等的增塑。,烟台黑山学院 纺织技术121,5.2.3用途 适合制作篷盖布、防雨布、汽车及家用装饰布、箱包、家具面料、鞋面革、广告灯箱布等,很大一部分PVC涂层织物用于制作防水油布。PVC易于装饰，并可以使用新型印刷技术。,烟台黑山学院 纺织技术121,使用涂层织物的道路清洁车,烟台黑山学院 纺织技术121,用于连接车厢的风箱式连接部分,烟台黑山学院 纺织技术121,溶剂型、乳液型、水溶液型、 有机溶剂型 含有约 80 的溶剂，成膜性好，皮膜光滑柔软，易于烘干，但易燃、易爆、污染环境。 乳液型 以水为分散介质，无易燃、易爆和污染环境的弊端,5.3 聚丙烯酸酯（PA）涂层剂,5.3.1概述,烟台黑山学院 纺织技术121,旋转粘度计,转子号数 测试温度 转速,烟台黑山学院 纺织技术121,5.4.1 概述,聚氨基甲酸酯（poly urethane，简称 PU胶），聚合物主链上有重复出现的氨基甲酸酯基团。 具有优良的耐磨、耐油、耐寒、耐化学、耐射线等性能，广泛应用于交通运输、油田、煤矿、轻纺、机械、建筑、国防、医疗等各个工业部门。 聚氨酯在织物涂层上的应用，主要有溶剂型 PU 和水分散型 PU 两种。,5.4 聚氨酯(PU)涂层剂及性能,烟台黑山学院 纺织技术121,5.6 直接涂层,干法涂层的基本特点是直接涂刮、烘干成形、焙烘交联。 工艺流程：,5.6.1 概述,烟台黑山学院 纺织技术121,5.6.2 涂层设备,实验室涂层设备,Mathis实验室涂层设备,K型棒：由一些不锈钢杆组成，用已知直径的不锈钢丝紧密地缠绕在这些钢杆上。用K型棒将树脂从铺于平面上的织物上刮过时，织物表面形成厚度均匀的涂层,烟台黑山学院 纺织技术121,工业用涂层设备,烟台黑山学院 纺织技术121,涂层机的主要部件是涂布头，有刮刀式、辊式和圆网式涂头。 刮刀有锲形、J 形和圆形刮刀。,烟台黑山学院 纺织技术121,悬浮刮刀涂层。刮刀与织物表面接触，通过施加张力务求织物平整、均匀。这种方法用于第一遍涂层以“封闭”织物表面的孔隙。,烟台黑山学院 纺织技术121,滚筒涂层。刮刀和织物表面形成一条缝隙，以控制树脂用量。当所用树脂对织物而言很重要时也要使用该法，例如PVC糊树脂。 刮刀相对于轧辊凸面的位置非常重要，如果刮刀不在轧辊正上方，那么刮刀实际上类似于悬空的方法。 这种对于涂起毛或起绒等厚重织物非常有用。,烟台黑山学院 纺织技术121,树脂涂敷量可通过调节刮刀角度进行精确调节。刮刀角度向前则与织物形成楔形，当织物向前移动时，树脂被挤入其中。刮刀角度向后则会减少树脂的涂敷量。,烟台黑山学院 纺织技术121,辊式涂头又分为凹形辊涂头和逆行辊涂头。 凹形辊涂头表面有无数凹槽，在转动中将凹槽中携带得涂层浆施于织物表面，其后经一刮刀将浆刮平。,烟台黑山学院 纺织技术121,逆行辊涂头在涂布时，织物行进方向与施胶辊转动方向相反，通过两者的揩擦作用，将胶施于织物表面。,烟台黑山学院 纺织技术121,烟台黑山学院 纺织技术121,圆网式涂头 和圆网印花机构造基本一致，其后装一小刮刀将浆抹平。渗胶少，张力小，适宜结构疏松织物（如无纺布等）的涂层。,烟台黑山学院 纺织技术121,STS 垂直向下型式,圆网织物涂层涂头,烟台黑山学院 纺织技术121,5.7.1 概述,先将一层涂层剂在离型纸或不锈钢带载体上，形成均匀、连续的薄膜，然后于薄膜上涂上粘结剂，经叠合辊与织物叠合，经烘干、固化，最后将载体剥离，涂层膜（包括粘结层）就转移到织物上。 转移涂层产品广泛应用于制鞋、服装、箱包、家具面料等。,5.7转移涂层,烟台黑山学院 纺织技术121,5.7.2 转移涂层工艺过程,烟台黑山学院 纺织技术121,涂层剂 常用的有 PVC 和 PU 两种树脂。构成的涂层膜主要包括皮层和粘结层，有的产品还有表皮层和发泡层。,5.7.3 转移涂层主要材料,离型纸 又称转移纸，根据所涂隔离剂的不同，主要有硅纸（涂硅橡胶）和聚丙烯纸。聚丙烯纸可以通过轧纹机制成花纹纸，由于轧纹辊可精确地模仿天然皮革的表面纹理和光泽，因此可以制成酷似天然皮革的人造革,烟台黑山学院 纺织技术121,钢带 专用于 PVC 的转移涂层。钢带使用寿命长，传热效率高，可缩短烘箱长度及节约冷却水。但钢带上无法做出多种多样的花纹，一般只能做光面革。,底布 厚型、薄型、稀疏型、张力敏感型等各类织物，天然纤维、合成纤维的机织物、针织物以及它们的起毛织物，非织造布等，都可以作为转移涂层的底布。,烟台黑山学院 纺织技术121,5.8.1 凝固法涂层,5.8 凝固涂层,烟台黑山学院 纺织技术121,底布主要有非织造布（聚酯聚酰胺纤维和海岛纤维）和起毛布（纯棉纤维和涤棉混纺纤维），少量用平纹布作单面涂层。 要使仿皮革与天然皮革在弹性、柔软性、悬垂性等方面相似，主要取决于底布。,5.8.2 底布,烟台黑山学院 纺织技术121,将粒料或粉料先在溶解器中溶解。通常还与溶液聚合 PU 料拼混使用，以改善性能。 在混合器中，还要添加能溶于 DMF 的阴离子、非离子表面活性剂，以改善成形时的扩散速率。 根据需要还要添加纤维素粉末、无机盐填料、着色剂、阻燃剂、抗紫外剂、抗氧剂、稳定剂等，若是鞋料，还要加抗菌剂。,5.8.3 涂层浆料配制,烟台黑山学院 纺织技术121,底布进入浸渍槽，槽中 PU 浆为固含量 30左右的 DMF 溶液。经多次浸轧、浸湿、浸透的织物，通过刮刀，将多余的背面浆液刮去，有的设备配备轧辊以控制涂布量。 然后织物向下进入凝固槽。槽内为 (2530) %的 DMF水溶液，温度约为 35 。,5.8.4 浸渍-凝固过程,烟台黑山学院 纺织技术121,当涂有 PU 树脂的织物进入凝固浴后，PU溶液中的 DMF 就向水中扩散，水则向 PU涂层膜扩散(双向扩散)。 随着双向扩散的进行，PU 由溶解状态转变为 PUDMF水的凝胶状态，而从溶液中分离出来，由原来的单相（溶液），变成了浑浊的双相，即发生了相分离。,随双向扩散的进行，在 PU 凝胶（富相）中，产生聚氨酯沉淀。在此过程中由于固体聚氨酯的脱液收缩，使 PU 涂层膜中产生了指形和海绵形的多孔结构。,烟台黑山学院 纺织技术121,离开凝固槽的织物，其涂层膜中还残留少量的 DMF 溶剂，需要用水萃取干净，否则在以后的烘干过程中，水分蒸发而 DMF浓度上升，有可能引起已经凝固的聚氨酯多孔膜重新溶解，出现粘连和成孔塌陷。,烟台黑山学院 纺织技术121,烘干后的 PU 涂层织物，经磨毛机磨去结构致密的表面层后，外观出现类似于麂皮的绒毛，即得到人造麂皮。人造麂皮也可以经印花、轧纹制成印花、轧纹的绒面产品。,5.8.5 湿法涂层产品,在半成品的表面上印花、轧纹，或再进行转移涂层制成光面产品。由于凝固涂层膜的多孔性，加上模拟皮革纹理的表面加工，更像天然皮革。,烟台黑山学院 纺织技术121,5.9 防水透湿涂层整理,原理： 水滴和水蒸气分子大小有巨大差异，前者直径大于 100 m ，后者的大小约 0.0004 m ，两者相差约 25 万倍。 织物涂层膜的孔径大小介于两者之间，则涂层膜就能只允许水汽分子通过，而将水滴拒之，从而具备了防水透湿的功能,5.9.1 微孔透湿法,烟台黑山学院 纺织技术121,形成微孔薄膜的方法： 干法-水凝固涂层法 在溶剂型单组分 PU 涂层剂中，加入一定量的水形成W/O型乳液，然后涂在织物上；经一定温度烘干，让部分溶剂蒸发，溶解状态的聚氨酯就会随其浓度的升高，在水-溶剂界面上凝结出来，形成微孔结构。然后再提高烘干温度，将水烘干，就成为具有微孔结构的涂层膜。,烟台黑山学院 纺织技术121,双溶剂法 采用两种不同沸点的混合有机溶剂，二者沸点相差较大（50 ），而且树脂在低沸点溶剂中溶解度较高，在高沸点溶剂中溶解度较低。 涂层后在烘干过程中，低沸点溶剂首先逐步蒸发，使树脂浓度上升，就会逐渐凝结出来。在凝结过程中，高沸点溶剂是微隙分散状态，凝结过程在分散粒子周围界面上进行，最后当高沸点溶剂烘干后，就形成无数细孔。,烟台黑山学院 纺织技术121,例： 对于PU树脂，低沸点良溶剂一般为 DMF(153 )，高沸点非良溶剂可选用苯二甲酸二丁酯(339 )。在 30 时，PU 在两者中的溶解度分别为 49%和 0.5,烟台黑山学院 纺织技术121,可溶性物质抽取法 在涂层剂中掺入水溶性物质，烘干成膜后，再用水洗法将水溶性物质抽出，形成微孔。 层压法 织物与事先制备好的微孔膜（如Gore-tex）通过层压的方法结合在一起,烟台黑山学院 纺织技术121,5.9.2亲水透湿法,在聚氨酯或聚丙烯酸酯涂层剂中混入亲水性高聚物，成膜后，借助于亲水性基团与水蒸汽分子的氢键作用，并通过大分子热运动将水蒸汽分子自湿度大的一方传递到湿度小的一方释放，而达到透湿目的。 亲水性基团成为传递水分子的“通道”或“阶梯”。,烟台黑山学院 纺织技术121,6.10 主要功能评价、测试方法原理,6.10.1 抗渗水性（耐静水压）测定,静水压表示水通过涂层织物时遇到的阻力，即在标准大气条件下，织物涂层面接触水面，承受持续上升的水压，直到织物背面有三处渗出水珠时为止，此时测得的水的压力值表示涂层织物的抗渗水性能。,烟台黑山学院 纺织技术121,测定静水压的仪器有低压、高压两种： 低压测定的静水压力在2m水柱以下，用于普通防 水涂层织物，夹持试样的环形夹头受压面积约100cm2 高压测定静水压柱最高70m。高压环形夹头受压面积约7.8cm2。 试验用的水为纯净的蒸馏水，测试温度在20±2 。,烟台黑山学院 纺织技术121,6.10.2 拒水性测定（沾水性测定）,经过标准大气调湿的试样绷在绷架上，绷架放在试样底座上，试样正面朝上，经向与水流方向平行，将250ml、20 的蒸馏水迅速注入漏斗，喷淋时间为2530s。,烟台黑山学院 纺织技术121,6.10.3 透湿量测定,方法A(吸湿法)和方法B(蒸发法),烟台黑山学院 纺织技术121,6.10.4 防钻绒性测试方法,将待测织物缝成口袋，内装一定质量的羽绒，放进试验机的回转箱内，再放入10只橡胶球，通过回转箱的定速转动，使橡胶球不断地撞击装羽绒的试样口袋。经过一定时间的碰控试验，检查计算从口袋内钻出的羽绒根数，作为评定织物防钻线性能的依据。,烟台黑山学院 纺织技术121,抗粘连性 压缩弹性 耐非水液体性测试方法 耐磨性能测定方法 耐沾污性测定方法 拒油性能测定方法 耐低温试验方法 热空气加速老化试验方法 遮光性能试验方法 粘附强度测定方法 厚度试验方法 涂层厚度试验方法,6.10.5 其它性能测试方法,