【集萃網(wǎng)觀察】提要
焰熔層壓織物以其質(zhì)地輕軟、保溫性好、透氣透濕性強、形態(tài)穩(wěn)定、回彈性好等特點，在服裝面科、裝飾和鞋類方面有廣泛應(yīng)用。
本文闡述了焰熔層壓織物的泡沫制造、片材制取和底面料打卷、焰熔層壓這三大工藝流程。
介紹了引進設(shè)備的結(jié)構(gòu)，對各工藝要點，特別是溫度、車速、張力、軋輥隔距、泡孔結(jié)構(gòu)、不同織物等對焰熔層壓織物復(fù)合剝離力的影響，作了初步探討。
焰熔層壓織物是一層或二層織物，用軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料片材為中間層，通過火焰加熱使之表面熔融，將織物粘合成一體的復(fù)合材料。
其主要特點，
1、質(zhì)地輕軟；即層壓織物結(jié)構(gòu)中有多孔泡沫材料，故質(zhì)地輕，手感柔軟。
2、保溫性好；泡沫材料孔隙間充滿空氣，空氣是熱絕緣體，因而它具有良好保溫性。
3、透氣透濕性強，使人體皮膚表面汗氣易于散發(fā)。
4、形態(tài)穩(wěn)定，泡沫薄層與織物復(fù)合一體能保持織物尺寸穩(wěn)定，特別與組織疏松的針織物層壓時，由于泡沫塑料的支撐和彈性，可以防止出現(xiàn)收縮和稀松現(xiàn)象，從而使針織物保持良好的尺寸穩(wěn)定性。
5、回彈性好，這種材科不易折皺、膨松柔軟，大大增加了舒適感。
因而在服裝、鞋帽，裝飾材料等方面廣泛應(yīng)用，被認為是紡織工業(yè)一個重要分支。
我們海寧紡織復(fù)合制品廠87年底引進了挪威PLM-MA機械有限公司的火焰法復(fù)合織物生產(chǎn)設(shè)備，包括PU間歇箱式發(fā)泡機、鉆孔機、圓切機、FLM-2型火焰復(fù)合機等。經(jīng)過二年多努力，取得了較好的社會經(jīng)濟效益。
焰熔層壓織物的生產(chǎn)工藝如下。
一、焙熔層壓織韌的生產(chǎn)工藝
分為三大步驟
l、PU泡沫塑料的制造；
2、泡沫片材制取和底面料打卷；
3、焰熔層壓。
工藝流程示意圖；
二、PU泡沫塑料的制造
軟質(zhì)PU泡沫塑料主要是甲苯二異氰酸酯與聚醚多元醇在催化劑、發(fā)泡劑、穩(wěn)定劑、阻燃劑等助劑存在下，經(jīng)發(fā)泡、交聯(lián)、鏈增長等過程而形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高聚物，同時產(chǎn)生CO2。高聚物即泡沫塑科體，孔徑均勻，結(jié)構(gòu)清晰。
PU泡沫制造一般采用一步法，其特點是工藝簡單。一步法發(fā)泡又可分為連續(xù)式、間歇箱式兩種。
我廠引進的PLM-MA公司間歇箱式發(fā)泡機，主要由一個混合室組成，發(fā)泡機內(nèi)裝有控制發(fā)泡順序的自動數(shù)控裝置，并與壓縮裝置相連，控制混合室底閥及上載罐氣閥。
聚氨酯軟泡，反應(yīng)過程復(fù)雜，發(fā)應(yīng)速度快，放熱量大，粘度和體積變化迅速，反應(yīng)混合物存在多相性。
其主要反應(yīng)方程式；
1、 鏈增長反應(yīng)；指異氰酸酯與聚醚生成聚氨酯反應(yīng)，即異氰酸酯與羥基反應(yīng)。
2、 放氣反應(yīng)；異氰酸酯與水作用放出二氧化碳的反應(yīng)，這反應(yīng)先生成一種熱穩(wěn)定性極差的中間物-氨基甲酸，它能自然分解而成二氧化碳與伯胺。
3、 胺基與異氰酸酯的反應(yīng)；這是反應(yīng)(2)生成的胺又與異氰酸酯作用形成脲的衍生物的反應(yīng)，如果聚合物中出現(xiàn)多個脲結(jié)構(gòu)即稱為聚脲。
4、交聯(lián)和支化反應(yīng)；氨基甲酸酯基中氮原子上的氫與異氰酸酯反應(yīng)，這一反應(yīng)可使線型聚合物形成文化和交聯(lián)的結(jié)構(gòu)。反應(yīng)機理是在更高的溫度下，氨基甲酸酯與另一個異氰酸酯分子進一步反應(yīng)而成脲基甲酸酯。
5、縮二脲的形成反應(yīng)；縮二脲是脲衍生物(3)與異氰酸酯反應(yīng)生成的，通過這一反應(yīng)；也能使線型分子轉(zhuǎn)為支化和交聯(lián)結(jié)構(gòu)。
發(fā)泡成型工藝的要點是控制發(fā)泡反應(yīng)和交聯(lián)反應(yīng)的速度，因而合理地選擇催化系統(tǒng)種類，嚴密配方設(shè)計、物料溫度控制、攪拌速度控制是發(fā)泡成型的關(guān)鍵。
三、泡沫片材料制取和底面打卷；
泡沫塑料切成圓筒狀，先用切塊機將泡沫切成與泡高一樣寬度的泡塊，經(jīng)鉆孔機打孔。鉆孔機主要有一個帶有ф7毫米鉆孔刀頭的橫向鉆孔軸組成，并附有一個電機，鉆孔軸由標尺輪子可上下移動。
打孔后的泡塊經(jīng)圓切機剝皮。圓切機主要由二根滾子絲桿;二只電機，一根圓切軸，一根長8米寬3厘米的刀帶，及附有二個電機的沙輪組成，經(jīng)圓切機切成厚度一定的連續(xù)泡沫層。
泡沫片材的寬度根據(jù)所需要復(fù)合的底面料門幅確定，厚度根據(jù)用途分類，用于服裝面料粘合的一般切成1-3毫米；用作制鞋、汽車內(nèi)裝飾材料粘合的切成3-12毫米。
用作復(fù)合的底、面料經(jīng)開幅機、打筒機卷成小約65厘米或小50厘米的筒裝。
四、焰熔層壓
焰熔層壓是利用火焰加熱聚氨酯泡沫塑料片材，使其表層熔融降解變粘，形成異氰酸酯基團，然后與織物或襯織物同時導(dǎo)入兩個輥筒的軋點，使中間泡沫層與里襯或面織物緊密接觸，發(fā)生化學反應(yīng)生成化學鍵結(jié)合，從而獲得層壓織物。
聚氨脂泡沫塑料的熱降解；
我廠引進的FLM-2型焰熔層壓設(shè)備主要包括火焰和軋輥兩部分，火焰部分要求能控制火焰大小、溫度和方向，并要求火焰在整個泡沫薄片上分布均勻。軋輥部分則要求軋輥間的壓力必須能調(diào)節(jié)，以獲得最佳層壓力和最佳粘合強度及手感。圖1為雙面層壓示意圖，除此之外，還有輔助裝置，如二導(dǎo)輥、冷卻切輥和打卷裝置等。生產(chǎn)速度可達60米/分以上。
為了獲得理想的層壓織物，必須控制下列條件；
1、工藝條件對焰熔層壓織物剝離力影響；
(1)溫度
火焰溫度和高度是通過調(diào)節(jié)液化氣壓力、液化氣流量和空氣混合比來控制，一般將火焰調(diào)節(jié)到明蘭色，高度達到6-10厘米，這時火焰溫度達到800℃左右。火口和軋輥間距離，直接影響泡沫塑料表面溫度，軋輥與火口距離為2.5厘米左右，使火口外焰的熱浪逐漸傳送到泡沫塑料表面，以保持泡沫塑料表面溫度達到250-300℃。泡沫表面異氰酸酯鹽熔融量達到一定濃度，與織物粘合，取得最佳復(fù)合效果。
(2)車速
在通常情況下，車速對火焰復(fù)合織物剝離力影響較大，剝離力隨車速增大而逐漸減小，這主要由于火焰接觸泡沫塑料表面時間縮短，泡沫塑料表面熔融量減少，滲透到織物熔融量亦減少，織物和泡沫粘合不牢。車速變化對剝離力影響見下表1。
表1 麂皮絨與泡沫復(fù)合
注；車速一般控制在40-60米/分。
(3)輥軋隔距
軋輥隔距大小對復(fù)合的剝離力有很大影響。一般講，軋輥壓力越大，異氰酸酯滲透到織物內(nèi)部量越多，其粘合力越大。但是，如果軋輥隔距太小(壓力過大)，由于泡沫塑料延伸性大，有彈性，往往使復(fù)合制品不能通過軋輥。相反，隔距太大(壓力小)織物和泡沫不能緊密貼合，造成脫殼。根據(jù)不同織物厚度來控制軋輥隔距。
隔距控制公式計算:
軋輥隔距=(織物厚度+泡沫厚度-泡沫熔融深度)×70%或80%
(4)張力控制
控制織物和泡沫塑料的張力是順利進行焰熔層壓很重要的因素。根據(jù)不同織物與泡沫塑料彈性伸長及回復(fù)能力來控制張力。泡沫張力根據(jù)面料適當加壓控制。對于彈性大、較輕薄型織物，在生產(chǎn)中除正確控制經(jīng)向張力外，緯向張力控制不能忽視，否則會產(chǎn)生門幅縮短，復(fù)合后產(chǎn)品產(chǎn)生縐條現(xiàn)象；對于較硬質(zhì)、無彈性織物，必須加大織物張力，以防脫殼、布邊起皺。
2、復(fù)合材質(zhì)對復(fù)合剝離力影響
(l)PU泡沫泡孔結(jié)構(gòu)
我廠間歇箱式發(fā)泡機生產(chǎn)的PU泡沫塑料，泡片泡孔結(jié)構(gòu)較細密，泡孔結(jié)構(gòu)在開孔和閉孔之間(泡沫的開孔和閉孔，就是在發(fā)泡過程中，產(chǎn)生的CO2氣體大部分沖出泡孔壁，一部分仍在泡孔內(nèi)形成亮晶閉孔結(jié)構(gòu)，開孔、閉孔在于催化劑用量，這種開孔、閉孔結(jié)構(gòu)泡沫柔欽、彈性好)，但是泡沫有大小不同空氣孔存在。在火焰復(fù)合過程中，泡沫經(jīng)高溫分解，能即刻分解異氰酸酯鹽游離基，達到最佳濃度，易與織物粘合，復(fù)合強度牢。這種開孔和閉孔相間的泡沫結(jié)構(gòu)經(jīng)火焰復(fù)合后剝離力強，耐水洗性好。
為了避免聚氨酯泡沫存在的空氣孔，我們曾以增加催化劑錫劑量來改進。當錫加到泡沫結(jié)構(gòu)接近或達到閉孔，泡沫大部分或全部出現(xiàn)亮晶閉孔結(jié)構(gòu)，孔徑被一層薄膜封住，這時孔徑結(jié)構(gòu)較均勻，空氣孔基本不存在，但泡沫彈性差、脆。當一壓泡沫，回彈緩慢，甚至難以恢復(fù)原形。在火焰復(fù)合過程中，閉孔結(jié)構(gòu)泡沫很難與織物粘合在一起，這是因為這種結(jié)構(gòu)泡沫異氰酸酯游離基含量比率較少，當高溫分解一瞬那，分解的熔融量不能達到一定濃度，難以使織物和泡沫粘合在一起，復(fù)合不牢。當以減慢車速來增加異氰酸酯鹽熔融量時，雖然取得了一定復(fù)合牢度，但是由于火焰熔融時間過長，造成泡片厚度減少。因此閉孔結(jié)構(gòu)泡沫不適合進行火焰復(fù)合。泡沫結(jié)構(gòu)對熔融深度影響見表2。
表2
至于泡沫孔徑大泡片，經(jīng)火焰復(fù)合后，出現(xiàn)情況與閉孔結(jié)構(gòu)一樣，不能取得良好的復(fù)合效果。
(2)不同織物性能
采用不同結(jié)構(gòu)面料與泡沫復(fù)合，測試復(fù)合剝離力結(jié)果見表3。
表3
一般講，同一泡沫，不同織物，剝離力不同，薄型織物復(fù)合后剝離力較低；而厚型表面毛糙的織物復(fù)合剝離力高。
五、焰熔層壓織物的應(yīng)用
焰熔層壓織物最早用于服裝。從單面層壓到雙面層壓，從厚型夾芯到薄型粘合，在60年代未到70年代初，這種材料制作的服裝，風糜一時，盛行歐美。
在我國焰熔層壓織物初露頭角，目前以服裝面料、裝飾和鞋類為三大主耍產(chǎn)品。
焰熔層壓織物用于女外衣，童裝服裝面料等，以其保暖、美觀舒適。豐滿而得到消費者的歡迎，用于西裝、大衣可以其輕便、挺括、瀟灑而參與市場競爭。
焰熔層壓織物用于汽車內(nèi)裝飾，有舒適感和隔音、隔熱等性能，如采用絲絨、豪華呢作面料來裝飾，可顯得更為漂亮和豪華。
焰熔層壓織物用于室內(nèi)裝飾，可以制成薄型窗簾、貼墻布、地毯、家具布等。用于產(chǎn)業(yè)用品，可以發(fā)揮其減震、保溫、過濾等功能，例如防彈服、防毒服、潛水服、高寒保溫服等。
焰熔層壓織物用于制作旅游鞋、保暖鞋、拖鞋等，具有輕柔、尺寸穩(wěn)定、透氣性好等特性，深受消費者歡迎。
總之，焰熔層壓織物有其廣闊的用途，并正在開拓新的領(lǐng)域，隨著生產(chǎn)的發(fā)展，人民生活水平的提高，它將有更大的發(fā)展前途。
參考文獻
[1]《層壓織物》；天津紡織工學皖科研處情報研究室
[2]剝離強度測試方法；引用標準SC83-75聚氯乙烯人造革，使用QTM-Ⅱ多功能電子強力機。
來源: 印染在線 作者：李香清 胡培蓉 海寧紡織復(fù)合制品廠
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