防水透湿涂层整理
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一后整理:在实际生产中,常将服装面料的练漂,染色,印花以外的加工过程称为整理,由于整理工序都安排在整个染整加工的后期,故常称为后整理.服装后整理工艺种类包括一下几种:(1)仿旧整理:就是赋予新织物以“自然旧”的风格,整新如旧,较多应用于天然面料。
1.普洗:常用的一种柔软洗涤工艺。
染色面在洗涤设备中经过一定时间的洗涤,为改善手感可添加适量柔软剂,使成品自然泛旧,不缩水,且手感柔软。
如水洗纯棉布、涤棉布. 2.石磨水洗:使用最普遍的一种方法.需在洗涤设备中加入一种可漂浮于水面上较轻、多孔的重要物质——浮石。
染色织物经磨滚,染料局部被磨去,织物表面产生自然仿旧,有时还会起磨毛起绒效果,颜色有深浅变化、手感柔软.如石磨牛仔服装。
3.漂洗:也称漂色,在洗涤液中加一些染色脱色剂,服装颜色可得到褪色效果,经常用于平纹树皮布(用树皮纤维织制,如棉布、细帆布)。
漂洗一般用于深色服装.4.酵素洗:在洗涤液中加入酵素粉,使面料特性产生变化。
织物表面产生仿旧感,立体效果较好;手感变柔软。
5.喷砂:目的是获得一种局部的磨损效果.在服装正常洗涤之前,由空气压缩机和喷砂装置产生的强气压射出氧化铝微粒完成喷砂工序。
磨损仅限于局部,靛蓝染色的纤维在磨擦力的作用下剥离织物表面,这道工序成本消耗较高,效率较低,且对工艺技术求较高,但它能获得常规洗涤不能达到的特殊效果。
6.套色洗:在原有面料的颜色上,套一种与之差异较大的颜色,使其二者颜色互相融合,颜色效果自然、特别。
(2)磨毛整理:经磨毛整理的织物表面有一层短密细腻、均匀的绒毛,手感柔软,效果更显高档。
磨毛的方法有多种:用金刚砂纸摩擦布面;针布起毛再剪齐绒毛;利用化学助剂使纤维膨化,并对织物进行松式洗涤产生绒毛。
如磨毛卡其,砂洗双绉、电力纺,仿麂皮等。
(3)折皱整理:经折皱整理的织物表面具有自然折痕,耐洗而不消退。
整理方法有:予以机械压力和热的作用,使布面产生不规则凹凸;手工起皱,可使织物获得任何形状的皱折,自然感强;绳状洗涤,使织物出现纵向皱纹,如树皮皱;揉搓加工,对合成纤维织物进行“力”与“热”的共同作用,皱纹永久耐劳。
1.非织造布后整理:对非织造布产品进行深加工的过程,是纤维网经固网形成非织造布后,所经过的一系列旨在改善产品外观和内在质量、提高产品使用性能、赋予产品特殊功能的加工过程。
例如:染色整理、印花整理、抗静电整理、阻燃整理、抗菌整理、亲水整理、拒水整理、防紫外线整理、防电磁波整理。
2.非织造布后整理的作用:通过物理的、化学的和物理化学的方法改善非织造布的手感和外观。
改善非织造布的内在质量。
赋予非织造布特殊的功能。
增加最终产品的附加值。
3.后整理的方法及分类4.表面活性剂:是指含有亲水亲油基团,能在相界面上进行有效的定向吸附,并在极低的浓度下,显著降低溶液(水)的表面张力的物质。
5.表面活性剂的分类做表面活性剂的临界胶束浓度。
同时它还表示表面活性剂在溶液内部开始形成胶束所需要的最低浓度。
7.表面活性剂的分子结构和相对分子量与性能间的关系:1)一般是亲水性位置在一端的,去污能力强,洗涤性好;在中间的,润湿性好2)若表面活性剂的种类相同,分子量大小相同,直链的,洗涤性、乳化性好;带有支链的,润湿性好3)若亲水基相同的,一般是分子量比较小的,润湿、渗透性较好;分子量比较大的,洗涤性、乳化性、分散性好。
8.收缩整理原理自由收缩整理:在一定的干、湿热状态,没有施加任何外应力的条件下,由于松弛过程而使纤维沿轴向缩短(纤维收缩),从而使非织造布外形尺寸变小、增厚变密。
强制收缩整理:在一定的干、湿状态(常温或高温)下,对非织造布施加一定的压缩力,使纤维的形状及相互位置发生变化,并在较高温度下使纤维结构得以松弛,非织造布结构得以重建,从而使非织造布增厚、变密。
9.柔软整理方法有机械柔软整理和化学柔软整理。
机械柔软整理又包括机械搓曲柔软整理和机械开孔和开缝柔软整理。
机械开孔和开缝柔软整理——破坏部分纤维间联系机械搓曲柔软整理:松弛织物结构,经多次揉搓和轧压,降低织物的刚度,增加织物表面的丰满度和蓬松度。
主要整理方法:克拉派克法和迈克雷克斯法10.轧液率:又称轧余率,带液率,是浸轧后织物带液量的百分比。
防水透湿功能性面料介绍防水透湿织物是指水在一定压力下不浸入织物,而人体散发的汗液却能以水蒸气的形式通过织物传导到外界,从而避免汗液积聚冷凝在体表与织物之间以保持服装的舒适性,它是一种高技术、独具特色的功能性织物。
防水对于普通面料工作者来说并不是什么难题,关键是如何实现透湿。
下面,我们从防水透湿织物的种类来深入了解一下它。
一、通过纤维来实现透湿1、文泰尔织物。
最早的防水透湿织物是著名的文泰尔(Ventile)织物。
它是上世纪40年代由英国的Shirley研究所设计的,选用埃及长绒棉的高支低捻度纯棉纱高密重平组织织物,最初主要用于第二次世界大战期间的英国空军飞行员的防寒抗浸服。
当织物干燥时,经纬纱线间的间隙较大,大约10微米,能提供高度透湿的结构;当雨或水淋织物时,棉纱膨胀,使得纱线间的间隙减至3~4微米,这一闭孔机制同特殊的拒水整理相结合,保证织物不被雨水进一步渗透。
目前该类面料早已被其它防水透湿面料所取代。
2、Coolmax类面料。
杜邦、日本东丽等国际大公司研究的通过纤维内部制造出孔道的方式实现将汗水排出体外,也就是市场上的吸湿排汗面料。
该类纤维生产技术集中在这类国际大公司手上,价格相对较高,难以成为市场的主流。
二、通过涂层来实现透湿采用干法直接涂层、转移涂层、泡沫涂层、相位倒置或湿法涂层(凝固涂层)等工艺技术,将各种各样具有防水、透湿功能的涂层剂涂敷在织物的表面上,使织物表面孔隙被涂层剂封闭或减小到一定程度,从而得到防水性。
织物透湿性则通过涂层上经过特殊方法形成的微孔结构或涂层剂中的亲水基团与水分子作用,借助氢键和其它分子间力,在高湿度一侧吸附水分子,后传递到低温度一侧解析的作用来获得。
涂层面料的价格低,实现了一定的透湿,而被广泛使用。
但是由于其防水透湿性能较差,手感也不能令人满意,市场占有率正在逐步的减少。
现在开发出的湿法转移涂层的面料使得涂层面料又焕发了新机,它不仅防水透湿等物性指标很高,面布能做100%特氟龙处理,水洗牢度能达到25次以上,手感也非常好。
防水透湿涂层整理一、防水透湿产品的性能要求服装所要求的防水透湿功能,首先要符合穿着人的舒适感,根据J·H·Ke堆hley对人类作各种运动时·其所产生的透湿且测得的数据如表1所示:,若人的衣料以3M2计,则约需要40007g/M2,24hrs的透湿量。
人体发散的热量,有辐射、传导、对流和蒸发四个途径,其热量分配如表4所示,由此服装散发热是一小部分而已。
有文献报导;人在静止伏态,每个成年人每天无感出汗量为700一1200g;在32一35℃的室外搬运货物时,则每小时会排出1200一2000g的汗水,这是有感出汗。
否则织物表面呈湿润状态,表面形成水膜,会阻止衣服内水蒸汽向外散发。
而产生"闷热"和"发粘"的不舒适感。
因此,作为高质量的防水透湿加工,最后应经耐久性拒水整理,二、防木透湿涂层的原理防水透湿这两个功能一般看来是矛盾的,为了既要防水又要透湿,从宏观的物理学判断只要使涂层布的微孔直径控制为0.2-5µ范围即可。
因为水蒸汽分子的直径为0.0004µ而各种雨雾的直径为:雾20卜轻雾200µ,毛雨400µ,小雨900µ 雨2000µ 大雨3000-4000µ暴雨6000-10000µ。
当微孔(一般小于2µ)的涂层膜的两面存在汽压差和温度梯度时,空气和水蒸汽可由曲析贯通的微孔渠道通过。
透湿量WVT可由下式表示; (1)上式中;A-常数B-孔的体积%(即开孔率%)T-膜厚度d-孔径当开孔率和膜厚度一定时,随着孔径的减少而透湿量增加。
透湿的另一类渠道是功能性透湿,即通过膜的"分子间孔"或亲水性基团。
此时透湿量WVT可用下式表示:WVT=DS(P1-P2)/L (2)上式中;D——扩散常数B-溶解度系数L-膜的厚度Pl-P2-膜两个表面间的水蒸汽分压差涂层织物要防水,除了上述所说的孔径要小到一定程度以外,还要加大它与本的接触角,如图1所示即要符合下列公式所示的原理(LAPLAC公式):H=-(2T/Sg).COSθ.1/r (3)上式中:H-耐水压 cmT-水的表面张力 dyn/cmS-水的密度 g/cm3g-重力加速度 cm/ses2e-涂层布中小孔内壁水的接触角度r-涂层布中小孔半径 cm为了加大接触角,就要降低涂层的临界表面张力。
经下列防水剂处理后其临界表面张力(dyne/cm)可达如下水平:有机氟类(甲基丙烯酸全氟酯类) 26聚甲基含氢硅氧烷 41脂肪族拒永整理剂 45三、透湿性的简易测试法(一)透湿性能的表示方法1、透湿量WVT=G/ t.A (g/m2.h或g/m2.24h) (4)上式中:G-重量变化(从直线上看)gt-时间,hA-试验口面积 m22、透湿性(WATER VAPOR PERMEANE)透湿性WVT/△P=WVT/S(R1-R2) (5)透湿性的单位按ASTM C677-71为g/(M2·24h·mmHg)△P为试样两面的水蒸汽压力差,mmHg(有的采用帕做单位,lmmHg=133.3Pa)S为测试温度时的饱和水蒸汽压力,mmHg(有的采用Pa)Rl为水蒸汽压力高的一面的相对湿度,用分数表示R1为水蒸汽压力低的一面的相对湿度,用分数表示3、透湿系数(WATER VAPOR PERMEABILITY)在美国ASTM E96-80中,计算式为:透湿系数=透湿性×厚度 (6)透湿系数的单位为;米制PERM-cm(但有的地方采用ng/m·s·Pa)国内有的部门,计算透湿系数采用下述两种公式;一种是;PV=l.157×lO△9(WVT.d/△p) (7)PV为透湿系数,g·cm/(cm2·s·mmHg)WVT为透湿量,g/(m2·24h)d为试样厚度,cm△P为试样两侧的水蒸汽压差,mmHg另一种是;PV=8.68×1O-12(WVT.d/△P) (8)Pv为透湿系数,g·cm/(cm2·s·Pa)WVT,d,△P这三者单位都同前。
(二) 简易测定法可参考国家标准塑料透湿性试验方法(GB1037-70),自行研制一套测定程序,结果也较好。
这方法是:1、取一只直径16cm干燥器,下放变色硅胶600g,盖好,放大鼓风烘箱中,在温度为38℃的条件下预热1小时。
2、取3R透湿杯,用移液管注人温度约为38℃的蒸馏水15ml,杯口放试样,试样两侧周围衬橡胶垫圈,旋上杯帽,旋紧。
3、取出干燥器,置人己装试样的透温杯(杯子放硅胶上,为使放平,可下垫小铝合),放回烘箱,恒温约2小时。
4、又取出于燥器(此时准确计时),在已调好的分析天平上按次序迅速称量透湿杯,旋即把干燥器又放回烘箱。
5、过1小时。
再取出干燥器(此时准确计时),按上述次序同法称量。
6、计算透湿量,其单位为;g/(m2·24h),三只平均。
上述方法的注意点:①几个透湿杯的内径和深度定要一致,加水体积也要准确。
若水面与试佯距离不一致,则使结果不一致。
②透湿杯上若沾上灰沙,很易影响螺口密封性。
螺纹处可用少量硅脂涂抹,但不能沾污试样。
③一次测试所用杯子只数固定为3只。
④一次测试只能测一种布样(即3只杯子上的试样,以及涂层面的方向,都相同)。
⑤温度要仔细控制为38土0.3C,此对结果影响很大。
⑥干燥器内放入试样,在烘箱内恒温2小时后一般都可达到透湿速度恒定,此时才能第一次称重。
透湿杯的材料可用金属(忧质热铝,铝镁合金,或不锈钢等),也可用塑料,如图2所示(按GB1037-70):四、防水透湿涂层的方法(一)层压法防水透湿涂层产品中,最引人注目是采用微孔聚四氟乙烯薄膜或微孔聚氨醋薄膜与织物复合后,产生防水透湿功能,关于此项技术作者于"印染"上(1987年13,1,50一55)作过介绍,这里不再重复,以下补充一些新的情况。
我国经几年的研究,已完成年生产能力300万米伸拉聚四氟乙烯微孔薄膜生产线,设备设计原理和主要产品指标与美国Gore公司相当,在卤素灯加热、激光测厚,计算机拖动控制技术等方面有所创新。
针对PTFE薄膜表面光滑、极性小、粘合困难等问题,一是研制开发了聚醚酯热熔粘合剂和耐低温有机硅粘合剂,使层压织物的低温柔软性优于美国Gore公司产品;二是采用电晕辐射处理PTFE薄膜改善其粘着性能。
我国1997年年底投产,产品应用于部队极寒高寒地区防护服,公安部的多功能服,南极考察服,海水油田作业服,海军出海服等。
产品与美军同类服装性能对比见表5所示。
聚氨酯溶于强极性溶剂二甲基甲酰胺中,涂布在织物上后,在凝固液发生相转化形成相互贯通的微孔薄膜,关于此项技术,请参阅"印染"(1986年12,6,41/47),这里不再重复;兹将最近我国自行开发的聚偏氟乙烯微孔涂层介绍于后。
近年来,各种具有防水透湿性的膜不断开发出来,这些膜大多可用于服装面料。
防水透湿膜透湿机理中最重要的是微孔膜机理,即利用水蒸汽分子和雨滴体积的巨大差别来实现防水和透湿两者矛盾的统一。
一般将微孔直径控制在0.2-2Oμm之间,达到允许水蒸汽的透过,而阻止水滴的通过。
世界上公认的最先进的防水透湿织物Gore-Tex是利用聚四氟乙烯(PTFE)微孔膜与织物复合而成。
但由于该微孔膜的制备需要特殊的设备与工艺,产品加工难度大、成本高、产品价格昂贵,在很大程度上限制了其推广应用。
PVDF是单体偏氟乙烯的均聚物,分子式为H F-[-C---C-]N-H F它具有良好的机械强度和耐辐射性能,尽管其疏水性略逊于PTFE,但它的易加工性能是PTFE所无法比拟的。
由于PVDF易于制成多孔性材料,可用作压电膜、蒸馏膜等,已成为膜领域的新兴材料,但PVDF微孔膜用于防水透湿织物未见报道。
PVDF微孔EAJD防水透湿复合织物的制备。
将PVDF、溶剂和添加剂置于圆底烧瓶中,于恒温水浴中加热搅拌直至PVDF完全溶解,脱泡后制得涂层浆,然后直接涂于PET织物,涂层后的织物预挥发一段时间后浸人凝固浴,即发生相转化成膜,经清水冲洗后,在PET织物上形成PVDF微孔膜。
PVDF微孔胰防水透湿复合织物的性能表6、7分别列出了PVDF微孔膜及其复合织物的牲能。
较高的防水性和透湿性,能满足服用的需要。
PVDF微孔膜复合织物之所以具有好的防水透湿性,应归功于微孔膜的不对称结构(图3)。
图中的海绵状紧密表层的孔径在1μm之内,能保证良好的防水性,而下面的指状孔层孔径较大(可达几个μm),又是直孔,传质阻力小,传质速度大,使水汽分子能迅速透过。
另外,指与指之间也是海绵状微孔,能进一步增加透湿功能。
研究证明,用PVDF微孔膜制取防水透湿织物是完全可行的。
(三)干法微孔涂层干法制备微孔涂层,据介绍有多种方法,兹列举一二于后:1、凝固涂层法;将特种聚氨酵溶于溶剂后,加入适量水,制成W/O型涂层浆,涂布后先低温烘干,主要是溶剂蒸发,此时聚氨醋在水中凝固析出,再高温烘干,便可形成微孔涂层。
例如比利时UCB公司Ucecoat 2O00及其配套用剂,用这种方法涂层后,若涂布量达20一40g/M2(干重)时,耐水压可达3000m/m,透湿量(20℃时)1500、(37℃时)3000g/M2·24hrs。
2、发泡涂层法;在涂层剂中用化学发泡或机械发泡制成涂层浆,涂布后,低温烘干,经轧光再经焙烘即可形成微孔涂层,唯此法微孔大小很难控制,质量波动较大。
3、填充涂层法:例如涂层浆中加大陶瓷粉或一定规格CMC等作填料,使高聚物与填料间形成孔隙(CMC可用水洗去)。
兹举汽巴公司曾推荐一个工艺介绍,供参考。
织物预处理;浸轧→烘千100℃→轧光120℃浸轧液组成:醋酸60% 4ml/KgKniltex FA conc 2Oml/KgKniltex Catalyot ZO 3ml/KgOleophobol CB 3Oml/KgPhototex FTC 2Oml/Kg悬浮刮刀涂布,涂布量12g/M2(干态)→烘干15O℃→冷轧光(压力daN/cm)→焙烘(18O℃×3Osec)涂层浆组成:Dicrylan PC lO00份Kniltex FA cone 5O份石油溶剂 1000份Oleophobol CB O-50份氨水 20份(四)无孔干法涂层聚氨酯类涂层剂的分子结构中含亲水基团或在其主链上有亲水组分的,经涂布烘干后,形成无孔薄膜,可通过亲水基团或氢链对水分子的吸附——传递——解吸作用实现湿气的散发。
仅这类涂层的透湿性能较微孔型稍差些而已。
是近年的新动向。