產(chǎn)業(yè)用紡織品的涂層和復(fù)合技術(shù)

安茂華

（中國產(chǎn)業(yè)用紡織品行業(yè)協(xié)會，北京 100027）

產(chǎn)業(yè)用紡織品被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境保護、航空航天等領(lǐng)域，技術(shù)含量高、應(yīng)用范圍廣、市場潛力大，是戰(zhàn)略性新材料的重要組成部分，也是全球紡織領(lǐng)域競相發(fā)展的重點[1]。隨著我國產(chǎn)業(yè)用紡織品行業(yè)科技水平的不斷提高，加工技術(shù)和裝備也取得了重大突破，原料多樣化、非織造復(fù)合加工技術(shù)、高端編織成型技術(shù)、后整理技術(shù)的應(yīng)用與推廣取得了顯著成效。

1 產(chǎn)業(yè)用紡織品的涂層技術(shù)

1.1 紫外線技術(shù)

應(yīng)用紫外線技術(shù)可以有效控制涂層厚度，在紫外線照射下，使涂層在基層材料中充分滲透[2]。對于轉(zhuǎn)移印花技術(shù)，德國ITCF研究所與依斯特梅茨公司一起研究出一款紫外線掃描儀，掃描寬度達到了1.6 m，能確保材料被紫外線全面照射。ISTMETZ公司主要生產(chǎn)紫外線固化設(shè)備，已經(jīng)在多個工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)得到了應(yīng)用。在該公司研發(fā)的紫外線掃描儀工作中，固化面積在150 m2/h左右。簡單來講，當基層材料的寬度為1.6 m時，加工長度甚至能達到100.0 m，相比于現(xiàn)階段紡織領(lǐng)域應(yīng)用的噴墨式印刷機，在速度方面更具優(yōu)勢。

1.2 紅外線固化技術(shù)

紅外線固化技術(shù)是一種烘干技術(shù)，在紡織領(lǐng)域應(yīng)用較多，能將各種面料的涂層烘干，不僅操作非常簡單，還能達到快速、安全等要求。紅外線固化技術(shù)能單獨應(yīng)用或者作為附加設(shè)備與熱風爐共同使用。對熱熔涂層而言，主要利用熱能，在基層材料中讓涂層分布得更加均勻，常用的設(shè)備有雕刻輥和滾輥等，且滾輥設(shè)備一般由荷蘭施托克印刷機械公司生產(chǎn)。從技術(shù)層面看，主要在紡織品基層材料中“印”膠，且每平方米節(jié)省了1.5 g的用膠量，可在所有基層材料中進行滲透[3]。選擇厚模板凸板印制的方式，能獲得多種新式圖案。利用滾輥對材料進行處理后有兩種選擇，分別是第一時間采取亞層處理措施、通過80 cm后完成處理。根據(jù)上述兩種情況，經(jīng)常用紅外線將膠質(zhì)激活，如熱塑性塑料、反應(yīng)性聚亞安酯等。施托克公司借助上述工藝技術(shù)，縮短了操作時間，在較小面積中能實現(xiàn)大量噴射膠點，且最終生產(chǎn)的壓層較為柔軟，在光透明度上具有很強的優(yōu)勢。

德國藍克姆公司也在該技術(shù)研發(fā)中增加了投入，生產(chǎn)了具有多種用途的熱熔層壓與涂層設(shè)備。這些設(shè)備擁有多個滾筒，支持聯(lián)合雕刻，可以對熱塑性材料、反應(yīng)式熱熔材料等進行加工，并生產(chǎn)透氣性壓涂層以及涵蓋所有區(qū)域的積涂層產(chǎn)品。藍克姆公司的設(shè)備與施托克公司不一樣，選擇了雕刻輥。

1.3 金屬涂層

德國薩克森紡織技術(shù)研究所發(fā)揮了真空涂層技術(shù)的作用，為紡織品提供了金屬化涂層，是一種物理蒸汽沉積技術(shù)。該技術(shù)的優(yōu)勢是在各種操作中，將溫度長時間保持在較低范圍內(nèi)。同時應(yīng)用了電弧技術(shù)，能進行導電材料與磁電管噴涂，基本上能處理全部的金屬材料與合金材料，且很多加工技術(shù)最早應(yīng)用于金屬工業(yè)。在紡織品加工中引入這些加工技術(shù)，能取代紡織品金屬化處理，生產(chǎn)的紡織品將提供多種新功能。

德國ITV研究所制造了有較多功能的控制設(shè)備，借助離子物理處理手段，在大氣壓環(huán)境下完成材料表面特性的干燥修復(fù)。在這一環(huán)節(jié)中，采用不同類型的氣體并設(shè)置不同的參數(shù)，在設(shè)備的支持下，能激活表面材料并在纖維表面生成一層涂層。在應(yīng)用該技術(shù)的過程中，主要能完成吸水、拒水以及拒油等處理。

1.4 熱噴涂

熱噴涂技術(shù)常被用于表面涂層處理。對需要噴涂的物質(zhì)進行熱熔處理，在基層材料上噴涂，也可以進入基層材料內(nèi)部，并形成一層沉積物，這項技術(shù)由德國ITV研究所研發(fā)[4]。在熱噴涂處理過程中，能在柔軟的產(chǎn)業(yè)用紡織材料表面形成一層陶瓷或金屬材質(zhì)涂層。若是材料的熔液相位能保持較強的穩(wěn)定性，則考慮采用熱噴涂的方法。這種技術(shù)的應(yīng)用范圍較廣，在常規(guī)大氣壓條件下就能完成操作?；鶎硬牧峡梢园l(fā)揮冷卻的功能，可有效降低噴涂材料的熱壓力?；鶎硬牧弦话悴粫刍?，雖然其熔點很低，但是僅有分層表面幾微米厚度可能熔化。德國ITV研究所研究表明，產(chǎn)品成型后，涂層和紡織品基層的黏合度都得到了提升，且不必使用其他黏合材料。如此一來，涂層的特性能保持不變，透氣性也能增強，材料性能將始終保持在最好的狀態(tài)。

陶瓷與金屬涂層也在多個領(lǐng)域得到了應(yīng)用，如用于防火阻燃處理的面料、防護服，防刺、防彈、半透性隔膜以及生物醫(yī)學領(lǐng)域等，尤其是對金屬涂層也表現(xiàn)出導電性，能避免電磁波輻射的影響。

2 產(chǎn)業(yè)用紡織品的復(fù)合技術(shù)

2.1 熱熔復(fù)合

熱熔復(fù)合的原理是利用某種黏合劑、專用設(shè)備以及工藝技術(shù)，對至少兩種材料進行粘合形成新的材料[5]。所用黏合劑以屬性高分子聚合物為主，由于不含溶劑與水，是一種固體黏合劑，物理形態(tài)通常包括粉末狀、顆粒狀、纖網(wǎng)以及薄膜狀等。適用于顆粒狀黏合劑的熱熔轉(zhuǎn)移涂層復(fù)合設(shè)備能對顆粒狀進行加熱熔融，在雕刻機處理后，向基材轉(zhuǎn)移熔融黏合劑，并與其他材料進行復(fù)合，也適用于熱熔性壓敏膠。在對黏合劑進行加熱熔融的過程中，一般選擇電加熱的方式，加熱結(jié)構(gòu)形式存在差異，在熱敏性材料復(fù)合加工中應(yīng)用較多。

熱熔的優(yōu)勢在于環(huán)保，這是由于黏合劑內(nèi)并沒有溶劑，不會對環(huán)境造成污染，人員操作時也不會受到損傷。黏合劑便于運輸與儲存，開包就能使用，不用配料，節(jié)省了準備的時間[6]。在復(fù)合的過程中，加熱加壓同步展開，縮短了冷卻后固化時間，保證了效率，但不適用于耐熱、溫度低和易變形的稀疏材料。

2.2 干法復(fù)合

相對于濕法復(fù)合，干法復(fù)合是膠黏劑涂在基材上后，通過烘箱加熱將其中的溶劑去除干凈，最終留下具有較強黏合功能的固體膠黏劑，且在壓力及溫度的影響下同另一種材料復(fù)合起來，冷卻后生成新的復(fù)合材料。這種方法是在無溶劑（干的）狀態(tài)下完成復(fù)合，因此被稱為干法復(fù)合。

干法復(fù)合使用的膠黏劑常見的有單組分的壓敏膠、雙組分的聚氨酯膠黏劑。因為膠黏劑中存在溶劑，所以設(shè)備需要采用溶劑回收和廢氣排放裝置，否則會引發(fā)爆炸或火災(zāi)等。溶劑回收提高了設(shè)備投資量，排放也會對環(huán)境造成影響，工作環(huán)境較差，不利于工作人員的健康，所以需積極優(yōu)化機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計。

在包裝材料中，干法復(fù)合比較常見，特別是薄膜的復(fù)合材料，可制作高中檔復(fù)合包裝材料[7]。聚氨酯膠對很多材料的黏接力較強，特別是通過有效交聯(lián)固化后擁有較強的內(nèi)聚力，膠膜十分強韌與柔軟，且具有較強的耐洗性，是最佳的復(fù)合膠黏劑，被廣泛應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)用紡織品的復(fù)合。

2.3 濕法復(fù)合

濕法復(fù)合是把膠黏劑涂到基材上后同另一種材料進行貼合，并通過壓輥壓緊和加熱烘干使兩者有效粘合在一起，生成復(fù)合材料。濕法復(fù)合采用水基膠黏劑，主要分為水溶性、乳液型兩種，因此，復(fù)合材料中至少有一種材料的透氣性較佳，如織物、紙等。否則，因透氣性較差，復(fù)合時會出現(xiàn)起泡、粘接強力較差等問題，導致產(chǎn)品質(zhì)量越來越差。這一方法只能生產(chǎn)低檔復(fù)合產(chǎn)品，如鞋幫面復(fù)合布等。

2.4 轉(zhuǎn)移涂層

轉(zhuǎn)移涂層也被叫作間接涂層，先把膠黏劑涂抹在離型紙上，通過加熱與烘干生成膠膜，然后同另一種基材貼合加熱，冷卻后將離型紙與膠膜剝離，使膠膜與基材完全貼合，生成涂層材料。選擇的膠黏劑大多是溶劑型，但也存在不含溶劑和水的固態(tài)黏合劑。這一工藝被廣泛應(yīng)用于人造革制作，也可用于服裝制鞋行業(yè)，尤其是用于制作稀疏、薄而軟、尺寸穩(wěn)定性差的材料，如產(chǎn)業(yè)用紡織品、編織物等[8]。

3 結(jié)語

在現(xiàn)代社會中，各種技術(shù)迅速發(fā)展，涂層和復(fù)合技術(shù)在產(chǎn)業(yè)用紡織品領(lǐng)域的應(yīng)用范圍日益擴大。涂層和復(fù)合技術(shù)不是單純地疊加材料性能，而是提高與優(yōu)化材料性能，是材料性能的升華。這兩種技術(shù)是開發(fā)紡織服裝新產(chǎn)品、拓展紡織品運用領(lǐng)域的關(guān)鍵。產(chǎn)業(yè)用紡織品行業(yè)應(yīng)積極借鑒其他學科研究新成果，加強創(chuàng)新，提高紡織品科技含量，實現(xiàn)精細深加工，提升檔次及附加值，真正實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。