防水透氣抗菌多功能復(fù)合面料的開發(fā)

逄蘭芹

(山東科技職業(yè)學(xué)院，山東 濰坊 261053)

防水透氣抗菌多功能復(fù)合面料的開發(fā)

逄蘭芹

(山東科技職業(yè)學(xué)院，山東 濰坊 261053)

文章介紹了一種竹纖維毛圈布復(fù)合聚氨酯TPU膜的防水透氣抗菌復(fù)合面料的研發(fā)思路、工藝要點(diǎn)及主要性能。該產(chǎn)品充分發(fā)揮了竹纖維、TPU膜優(yōu)勢互補(bǔ)的特性，擁有防水、透氣、抗菌、舒適、環(huán)保等多種功能，具有廣闊的應(yīng)用前景。

竹纖維；TPU膜；復(fù)合面料；防水；透氣

目前，防水透氣層壓織物已成為各國紡織產(chǎn)品研究開發(fā)的熱點(diǎn)，隨著該類產(chǎn)品在軍用、醫(yī)用、民用等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用和不斷延伸，其已成為21世紀(jì)高科技產(chǎn)品之一。在功能性紡織面料中，防水透氣層壓面料是難度較大、技術(shù)含量較高的產(chǎn)品，是近20～30年來各國競相開發(fā)的高附加值產(chǎn)品之一。國內(nèi)防水透氣面料的研究較晚，落后于國際水平。因此，我們應(yīng)該積極開展科學(xué)研究，以便開發(fā)出更好的、適應(yīng)市場需求的防水透氣多功能產(chǎn)品。

1 防水透氣面料的性能及種類

防水透氣面料的透氣機(jī)理主要是微孔擴(kuò)散，即利用微孔直徑很小(0.5～20 μm)的高聚物,允許直徑0.0004 μm水汽分子通過而不允許直徑為100～300 μm及以上的水滴通過，從而起防水透氣作用[1]。目前，防水透氣織物主要有三大類型[2]：

第一類是高密度織物，它是利用細(xì)號棉紗和超細(xì)合成纖維制成高密度的織物，經(jīng)拒水整理后具有一定的防水性。其特點(diǎn)是透氣性、柔軟性和懸垂性較好，但耐水壓較低、次品率高、染整加工困難、折邊耐磨擦性較差；第二類是涂層織物，可分為親水涂層和微孔涂層織物兩種。涂層織物一般加工簡單，其特點(diǎn)是透氣小、耐水壓不大；第三類是層壓復(fù)合織物，它是將防水透氣和防風(fēng)保暖集于一身，具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢。運(yùn)用層壓技術(shù)把織物與防水透氣薄膜復(fù)合于一體，是目前開發(fā)防水透氣織物的主要方向。

本次研制的新型功能環(huán)保復(fù)合面料，主要是利用竹纖維毛圈布復(fù)合聚氨酯TPU來生產(chǎn)的防水透氣抗菌復(fù)合面料。該產(chǎn)品充分發(fā)揮了竹纖維、TPU膜優(yōu)勢互補(bǔ)的特性，賦予了產(chǎn)品防水、透氣、抗菌、舒適環(huán)保等多種特性，提高了產(chǎn)品檔次與附加值，服用性能優(yōu)良。

2 竹纖維毛圈布與TPU防水透氣抗菌復(fù)合面料的生產(chǎn)

2.1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)思路

隨著消費(fèi)觀念的改變和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，在產(chǎn)品的功能開發(fā)上深入挖掘，以提升現(xiàn)有防水透氣織物的檔次?？紤]到將針織物作為一種層壓基體，不僅可以充分利用針織物的良好彈性，而且可有效改善傳統(tǒng)針織品的防水性、拉伸性等。在整體開發(fā)思路上，根據(jù)市場需求，結(jié)合生態(tài)環(huán)保再生纖維素竹纖維良好的吸濕、放濕、抗菌特性，通過運(yùn)用竹漿纖維紗、低彈滌綸絲開發(fā)具有抗菌功能的單面竹纖維毛圈布，再復(fù)合防水透氣環(huán)保型聚氨酯(TPU)薄膜，解決了防水與透氣兩者不可兼得的難題，賦予產(chǎn)品手感柔軟、光澤柔和、吸濕導(dǎo)濕、防水、透氣、抗菌、防臭保健等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)大幅降低生產(chǎn)成本。這種集防水、透氣、抗菌、環(huán)保于一體的多功能復(fù)合面料,不僅增加了人們服用產(chǎn)品的舒適性,而且也提高了企業(yè)產(chǎn)品的市場競爭力。

2.2 產(chǎn)品主要原料特性

產(chǎn)品原料的選擇既要考慮產(chǎn)品的防水、透氣、抗菌性能，又要兼顧產(chǎn)品的成本和環(huán)保特性，通過紡織復(fù)合技術(shù)采取相互取長補(bǔ)短的辦法,集各種原料的優(yōu)良性能于一體,使原料性能優(yōu)勢互補(bǔ)，有機(jī)融合并實(shí)現(xiàn)質(zhì)的提升,最終使紡織品向著深層次和高檔次方向發(fā)展。竹纖維是近年來由我國自主研發(fā)成功的一種新型生態(tài)環(huán)保再生纖維素纖維，具有良好的耐磨性和懸垂性，以及良好的吸濕透濕性、透氣性和天然的抗菌、防臭功能，染色性能優(yōu)良，又被稱為會(huì)呼吸的環(huán)保纖維；熱塑性聚氨酯TPU具有良好的高張力、高拉力、強(qiáng)韌和耐老化的特性，其彈性佳，質(zhì)輕，同時(shí)還具有高防水性、透氣性、防風(fēng)、防寒、抗菌、防霉、保暖、抗紫外線以及能量釋放等許多優(yōu)異的功能。它克服了PVC和PU膜的諸多缺陷，不但擁有橡膠及普通塑料的大部分特性，而且還擁有優(yōu)良的綜合物理及化學(xué)性能，又被稱為防水透氣膜，TPU已成為21世紀(jì)的主流環(huán)保材料。

2.3 產(chǎn)品主要參數(shù)及技術(shù)要點(diǎn)

2.3.1 復(fù)合面料主要參數(shù)

纖維含量：竹漿纖維80%；滌綸低彈絲20%；

紗線號數(shù)：竹纖維紗18tex；滌綸低彈絲53tex；

毛圈布規(guī)格：200g/m2，毛高2.2mm，TPU膜厚度20 μm。

2.3.2 主要生產(chǎn)技術(shù)要點(diǎn)

防水透氣薄膜復(fù)合產(chǎn)品,既要保證薄膜的透氣性能不受大的影響,又要保證復(fù)合材料的風(fēng)格不受破壞,要達(dá)到兩者的完美結(jié)合,關(guān)鍵是正確選擇復(fù)合工藝、工藝參數(shù)及膠粘劑。除此之外,復(fù)合產(chǎn)品還必須滿足：粘合面積應(yīng)控制在一定范圍,以確保透氣量損失在許可范圍，同時(shí)手感、彈性及柔軟度等性能不受影響；選用無污染、無刺激的環(huán)保型膠粘劑；復(fù)合產(chǎn)品的服用性能優(yōu)良，耐洗、不起泡、不脫層，且有足夠的粘接牢度，服用過程中和洗滌后粘接強(qiáng)力不應(yīng)過快降低等。

紡織面料與膜材料復(fù)合的粘合固化情況是實(shí)現(xiàn)面料防水透氣功能的關(guān)鍵工序，它直接影響產(chǎn)品的耐靜水壓、透氣性和耐洗滌性能等重要指標(biāo)。濕氣反應(yīng)型聚氨酯熱熔膠具有對環(huán)境無污染、熱熔化即可使用的優(yōu)點(diǎn)，且能耗低、產(chǎn)品手感好。通過對比實(shí)驗(yàn)分析溫度、濕度和時(shí)間對復(fù)合面料固化牢度的影響，確定最優(yōu)固化工藝。復(fù)合溫度對復(fù)合織物的拉伸性能影響較大，隨著復(fù)合溫度的升高，復(fù)合織物的斷裂強(qiáng)力出現(xiàn)先增大后減小的趨勢，且高于100℃復(fù)合而成的織物斷裂強(qiáng)力下降明顯，但斷裂伸長率逐漸增大；隨著復(fù)合溫度的提高，復(fù)合織物的懸垂性先降低后增大[3]。通過對固化工藝影響因素的對比分析發(fā)現(xiàn)：當(dāng)溫濕度較高時(shí)，固化率在較短的時(shí)間內(nèi)就達(dá)到較高的水平；溫濕度過低、時(shí)間再長也不能實(shí)現(xiàn)理想的固化。考慮到產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)講究生產(chǎn)效率，固化時(shí)間不能太長，結(jié)合產(chǎn)業(yè)化的生產(chǎn)效率和能源成本，綜合考慮選擇TPU膜無張力復(fù)合，復(fù)合溫度：60～70℃，固化時(shí)間：24 h，復(fù)合壓力為5MPa，復(fù)合織物的復(fù)合效果較好，成品主要性能測試結(jié)果見表1。

表1 成品主要性能測試結(jié)果

3 結(jié)束語

近年來，國內(nèi)部分企業(yè)利用防水透氣復(fù)合產(chǎn)品逐漸替代了原來技術(shù)含量低的單調(diào)產(chǎn)品，極大地增強(qiáng)了生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品競爭實(shí)力，為企業(yè)生存和發(fā)展開辟了廣闊的空間。由于國內(nèi)防水透氣織物的研究較晚，還沒有跟上國際水平，因此，我們應(yīng)該積極開展技術(shù)研究，探討該類面料的復(fù)合加工技術(shù)，朝著更加輕便化、舒適化、多功能化、智能化和環(huán)保性的開發(fā)方向努力，并進(jìn)一步降低未來防水透氣面料的生產(chǎn)成本，以便開發(fā)出性價(jià)比更好的防水透氣面料。隨著人們生活水平的提高和人們對防水透氣復(fù)合面料認(rèn)識的不斷深入，其應(yīng)用前景和需求空間將更加廣闊。

[1] 李鵬剛，姚瑞東，張一心．層壓防水透濕針織物的性能測試分析與研究[J]．國際紡織導(dǎo)報(bào)，2011，39(4)：62—66．

[2] 朱遠(yuǎn)勝．防水透氣織物的種類及應(yīng)用[J]．浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，7(3)：22—24．

[3] 張連坤，孫道林，邢利兵，等．熱熔膠膜復(fù)合面料固化牢度工藝的研究[J]．山東紡織科技，2016，57(1)：4—6．

The Development of Waterproof BreathableAntibacterial Multifunctional Composite Fabric

PangLanqin

(Shandong Vocational College of Science & Technology, Weifang 261053, China)

A kind of waterproof breathable antibacterial composite fabric composed with bamboo fiber terry cloth and polyurethane TPU was introduced from the aspects of research & development thought, key technologies and main characteristics. The product has advantages of both bamboo fiber and TPU film. It is waterproof, breathable, antibacterial, comfortable and environmental etc., and has broad application prospect.

bamboo fiber; TPU film; composite material; waterproof; air permeability

2016-05-03

逄蘭芹(1969—)，女，山東濰坊人，副教授。

TS195.5+7

B

1009-3028(2016)03-0008-03