熒光防水透濕特種防護(hù)面料的開發(fā)

王可+馬倩+王曙東+張永革+陸燈紅

摘要：在聚氨酯膠料中摻雜稀土鋁酸鍶制備熒光防水透濕薄膜，采用離型紙轉(zhuǎn)移層壓工藝，和細(xì)旦尼絲紡基布貼合，開發(fā)熒光防水透濕特種防護(hù)面料。對基布和膠料的選擇、制備和貼合工藝進(jìn)行了詳細(xì)介紹，并對所開發(fā)的產(chǎn)品進(jìn)行了熒光、防水、透濕和物理性能的檢測，結(jié)果表明開發(fā)的面料能滿足防護(hù)服用要求。

關(guān)鍵詞：熒光；防水透濕；稀土鋁酸鍶；聚氨酯；貼合

中圖分類號：TS195.9 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

Development of Laminated Protective Fabric with Fluorescent Water-proof and Moisture-permeable Properties

Abstract： In this paper， a new kind of protective fabric with fluorescent water-proof and moisture-permeable properties is developed by laminating the fluorescent water-proof and moisture-permeable PU film prepared by mixing rare-earth strontium aluminate into polyurethane adhesive with the fine nylon substrate by way of transfer coating with release paper. The selection of the substrate and adhesive， the preparation of the film and the laminating process are introduced in details； the fluorescent performance and the water-proof and moisture-permeable properties are tested. The test results show that the laminated fabric can meet the requirements for making protective clothes.

Key words： fluorescence； water-proof and moisture-permeable； SrAl2O4： Eu2+， Dy3+； PU； adhesion

目前消防、交警、船舶工勤人員等特種作業(yè)人員的工作環(huán)境往往為夜晚等寒冷、雨雪或大風(fēng)等惡劣天氣，其防護(hù)服必須具有熒光、防水透濕等多種功能?；诖耍韵⊥龄X酸鍶和PU為原料，本文開發(fā)了一款熒光防水透濕特種防護(hù)面料。

1 生產(chǎn)工藝

將摻雜稀土鋁酸鍶粉末的PU面層膠料涂覆于離型紙上烘干形成面層，將摻雜稀土鋁酸鍶粉末的PU底層膠料涂覆于面層，并半烘干形成粘結(jié)層，將基布和粘結(jié)層貼合、熟成，剝離離型紙后得熒光防水透濕面料，生產(chǎn)工藝見圖 1。

1.1 基布選擇

基布是開發(fā)熒光防水透濕面料的基礎(chǔ)，必須具有平整細(xì)密、堅(jiān)牢耐磨、色澤鮮艷、易洗快干和防風(fēng)等特點(diǎn)。尼絲紡為錦綸長絲制織的紡類絲織物，具有平整細(xì)密，手感柔軟，輕薄而堅(jiān)牢耐磨，色澤鮮艷等特性。為此，以380 T尼絲紡印花面料（經(jīng)緯絲：20 D錦綸長絲，經(jīng)緯密：200根/英寸× 180根/英寸，幅寬：150 cm，克重：38 g/m2，織物組織：平紋）作為基布。

1.2 膠料制備

面層起主要的熒光防水透濕功能，因此面層膠料應(yīng)選擇滑移和抗阻塞性好的一液型單組份油性PU樹脂，而底層作為和基布的粘結(jié)層，底層膠料應(yīng)選用較柔軟的60% ～80%高固型份的二液型油性PU樹脂。為便于面層和離型紙的剝離，須在面層膠料中加入助剝劑；為便于底層和基布粘結(jié)接著，須在底層膠料使用前加入架橋劑，但在添加后必須要盡快用完，以免膠料固化而無法使用。具體配方見表 1。

1.3 薄膜制備

薄膜厚度決定了聚氨酯和稀土鋁酸鍶等原料的用量，也是決定產(chǎn)品質(zhì)量和成本的重要因素。面層厚度增加，產(chǎn)品耐磨和強(qiáng)度均有增加，熒光性能增強(qiáng)，但面料透濕量有所下降；底層厚度增加，可增加和基布的粘結(jié)強(qiáng)力，但面料透濕量也有所下降。因此，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)，薄膜面層和底層厚度宜控制在25 μm左右。

烘干溫度、升溫速率是影響PU薄膜微孔結(jié)構(gòu)和復(fù)合面料防水透濕性的重要因素。成膜溫度越高，溶劑揮發(fā)速度就越快，同時高聚物分子的鏈段運(yùn)動加快，有利于PU薄膜微孔的形成和膜面的凝聚，復(fù)合面料的防水性能得到加強(qiáng)；但成膜溫度過高，升溫速率過快，又會導(dǎo)致PU表面急速凝聚，使薄膜過于致密，造成微孔孔徑過小，雖具有較好的防水性，但透濕性又較差。因此面層和底層宜選用四段分區(qū)緩慢烘燥，烘箱溫度及烘箱排風(fēng)量如表 2 所示。

1.4 貼合與熟成

基布與離型紙貼合壓力是影響熒光防水透濕面料質(zhì)量的重要指標(biāo)。若貼合壓力太大，則產(chǎn)品手感發(fā)硬，同時容易將稀土鋁酸鍶顆粒擠壓到面料表層，影響面料穿著耐久性；若貼合壓力太小，雖然手感較好，但會引起粘貼牢度不夠，引起浮貼等現(xiàn)象，因此經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)，貼合壓力取35 N左右。貼合輪溫度為100 ～ 110 ℃，貼合速度為15 ～ 20 m/min。

熒光防水透濕薄膜和基布貼合后PU熱熔膠粘合劑需要在一定的溫濕度條件下經(jīng)過熟成才能發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，并形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提供一定的黏結(jié)強(qiáng)度和耐洗性能。溫度和濕度越高，熟成反應(yīng)速率也越快；當(dāng)溫度低于15 ℃、濕度低于25%時，熟成反應(yīng)速率急劇下降。因此為保證生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定，將貼合后的半成品送入溫度為50 ～ 70℃、濕度為90%的熟成室熟成約48 h后，將離型紙剝離，得熒光防水透濕面料成品。

2 性能測試

參考消防安全領(lǐng)域德國DIN 67510《磷光顏料和產(chǎn)品》、日本JIS Z9100 — 1997《蓄光安全標(biāo)志板》和國際海事組織A.752（18）《船舶照明系統(tǒng)》等標(biāo)準(zhǔn)，在一定時間和一定照度的光源照射熒光紡織品后，用熒光紡織品離開光源后激發(fā)出的光的發(fā)光亮度衰減至黑暗中人眼最低可視值0.32 mcd/m2的時間來表示熒光性能。具體條件為：光源種類D65，照度約1 600 ～ 1 800 lx，激發(fā)時間20 min，照度檢測儀器LX-103，亮度檢測儀器k-10。經(jīng)檢測，面料的初始亮度可達(dá)到125 mcd/m2，2 h后的殘余亮度依然大于0.32 mcd/m2。同時，按照AATCC 22 — 2005規(guī)定噴淋開發(fā)的產(chǎn)品模擬雨淋效果，經(jīng)檢測，淋水后面料的初始亮度可達(dá)到64 mcd/m2，1 h后的殘余亮度依然大于0.32 mcd/m2，表明開發(fā)的產(chǎn)品具有較好的熒光性能。

經(jīng)檢測靜水壓（JIS L1092 — 2009第7.1章節(jié)，方法B）為42 936.88 Pa，超過了美國軍用標(biāo)準(zhǔn)中防水產(chǎn)品的耐水壓最低要求（13 675.10 Pa）和日本自衛(wèi)隊(duì)雨衣的耐水壓最低要求（13 724.12 Pa），水蒸氣通透性為2 433 g/（m2？24 h）（JIS L1099：2006 B-1法），表明產(chǎn)品具有較好的防水透濕性能。

經(jīng)檢測剝離強(qiáng)力（ASTM D2724 — 2007（R2011）第16部分）經(jīng)向?yàn)?.16 N/mm、緯向?yàn)?.20 N/mm；洗滌后外觀保持性（AATCC 124 — 2011）為3.5級；耐皂洗色牢度（AATCC 61 — 2013）為4.5級；撕破強(qiáng)力（ASTM D1424 —2009）經(jīng)向?yàn)?.3 N、緯向?yàn)?.3 N；耐磨性（ASTM D4966 —2010，以膜面部分被破壞至露出基布為試驗(yàn)終點(diǎn)）超過30 000轉(zhuǎn)。可見，開發(fā)的面料能夠滿足服用面料使用要求。

3 結(jié)語

將熒光材料稀土鋁酸鍶粉末混于PU樹脂作為膠料制備熒光防水透濕薄膜，并和細(xì)旦尼絲紡基布層壓貼合，對關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了攻關(guān)，開發(fā)了熒光防水透濕面料。經(jīng)檢測產(chǎn)品的熒光性能、防水透濕性能和物理性能優(yōu)異，可應(yīng)用于高檔熒光防水透濕特種防護(hù)面料。

參考文獻(xiàn)（略）