泡沫涂層工藝在以聚丙烯酸酯等乳液為主的涂層液中,加入表面活性劑類發泡劑,通過機械方法使涂層液與空氣混和,形成穩定的泡沫,再涂布于基布上。泡沫涂層工藝不僅可節省染化藥劑、節能、降低成本,而且涂布均勻,易于控制[1-2]。在織物背面進行泡沫涂層時,微小空氣泡對涂層漿有增稠作用,泡沫涂層液不會滲透到涂層織物正面而影響織物外觀。利用泡沫涂層工藝制備遮光、隔熱、隔音等多功能窗簾面料,不僅可節約成本,減少漿料對織物的滲透,而且可在織物質量較輕的情況下保證較好的遮光性、力學性能和抗疲勞性,滿足現代家居對功能性窗簾的需求。
1 試驗
1.1 材料與設備
織物 抗靜電滌棉織物(嵌有導電碳纖維,443根/
材料 聚丙烯酸酯涂層劑TR-77(羅門哈斯),鈦白粉(TiO2),輕質碳酸鈣,六羥甲基三聚氰胺樹脂。
設備 Wemer Mathis AG空氣切割發泡機,意大利AIGLE三涂三烘織物涂層機。
1.2 涂層工藝
處方/%
聚丙烯酸酯發泡漿料 85
填充材料(TiO2) 15
發泡穩定劑(硬脂酸胺) 2-3
氨水 若干滴
阻燃劑 20
抗靜電劑 1
工藝流程
采用單層涂層,涂層薄則遮光效果差;涂層厚則易出現裂紋,因而試驗采用多層刮涂方式。在織物最底層涂布銀粉,以反射太陽光輻射熱及紫外線,達到防紫外線和隔熱的效果;再在銀粉涂層上涂刮發泡遮光涂層、淺色面層,以達到既遮光又美觀的效果。
工藝說明
低溫預烘工藝的目的是,既穩定泡沫,又不致使泡沫過大而破裂。烘干溫度太低,泡沫表面成膜,內部含水較多,涂層面發粘,易產生粘搭現象;烘干溫度過高,織物表面水分蒸發過快,涂層漿中的填充劑向表面泳移,涂層面易產生皸裂。泡沫涂層后,織物先進入8O℃低溫區預烘,使大部分水分蒸發,然后逐漸升溫到
(2)冷軋處理的目的是使涂層表面平整、密實,提高遮光性能。
具體工藝流程見圖1:
1.3 測試方法
(1)面密度
按EN ISO 2286-1:1998《橡膠或塑料涂覆織物整卷特性測定第1部分:長度、寬度和凈重的測定方法》,在0HAUS Adventurer AR1140電子天平上進行。
(2)透光率
按GB/T17032-1997《紡織品織物紫外線透過率的試驗方法》進行。
(3)隔熱性
按GB/T127O3-1991《紡織品靜電測試方法》進行。
(4)泡沫半衰期
泡沫半衰期是泡沫體系析出5O%基液體積所用的時間。將100mL配制好的基液用高速攪拌器以12000r/min攪拌1min,將形成的泡沫裝入玻璃量筒,當泡沫析出的液體量達到5O mL時,所用時間即為泡沫的半衰期。
2 結果與討論
涂層漿配比、發泡比以及粘度會影響泡沫的穩定性,繼而影響涂層的遮光性能。采用泡沫半衰期表征泡沫的穩定性,試驗考察了氨水添加量、發泡比和填充材料對涂層漿性能的影響。
2.1 氨水添加量的影響
涂層漿中僅加入填充材料,漿料太稀,泡沫流動性太大,導致刮涂過程中附著在刮刀上的涂層漿量少,降低遮光效果。因此,配制涂層漿時應加入適量的增稠劑氨水來調節涂層漿的粘度。以Ti02為填充材料,按1.2節配制
表1 氨水添加量對泡沫涂層漿性能的影響(涂層厚度
| 氨水/滴 | 粘度/cPs | 面密度/(g/m2) | 透光率% | 半衰期/h | 手感 | 皸裂 |
| 0 | 61 | 125.32 | 13 | 4 | 柔軟 | 無 |
| 5 | 119 | 122.72 | 14 | 4.5 | 柔軟 | 無 |
| 8 | 190 | 120.62 | 17.1 | 6 | 柔軟 | 少 |
| 10 | 350 | 120.45 | 22 | 8 | 柔軟 | 有 |
| 12 | 450 | 117.90 | 22.1 | 10 | 柔軟 | 有 |
| 15 | 495 | 115.00 | 39 | 11 | 柔軟 | 有 |
由表1可知,當加人5-8滴氨水時,涂層漿的發泡穩定性和流動性都適中,且涂層織物表面平滑、均勻、細致。綜合考慮,本試驗確定每10Og涂層漿中加入2滴氨水。
2.2 發泡比的影響
進行泡沫涂層整理時,泡沫的大小要控制適當。泡沫過大,遮蓋性不好;泡沫過小,涂層織物變硬。按1.2節配制
表2 發泡比對泡沫涂層漿性能的影響(涂層厚度
| 發泡比 | 透光率/% | 面密度/(g/m2) | 手感 | 皸裂 |
| 1:2 | 9.0 | 138.46 | 柔軟 | 有 |
| 1:4 | 12.9 | 127.50 | 柔軟 | 有 |
| 1:5 | 13.2 | 121.51 | 柔軟 | 較小 |
| 1:8 | 14.0 | 111.26 | 柔軟 | 較小 |
| 1:10 | 14.5 | 110.54 | 柔軟 | 無 |
| 1:15 | 15.0 | 95.91 | 柔軟 | 無 |
由表2可知,發泡比越大,空氣占的比重越大,透光率越高,但涂層上漿量降低,遮光性變差;發泡比太小,發泡效果不理想,泡沫成形結構及穩定性差,粘度達不到要求。綜合考慮,將發泡比控制在1:5,此時涂層漿料的流動性、泡沫穩定性和涂層均勻性均較好。
2.3 填充材料的影響
分別采用Ti02和輕鈣作為填充材料配制涂層漿,考察填充材料種類和添加量對泡沫涂層漿性能的影響,結果見表3。
表3 填充材料對泡沫涂層漿性能的影響(涂層厚度
| 填充材料 | 添加量% | 透光率% | 面密度/(g/m2) |
| TiO2 | 5 | 7.5 | 142.25 |
| 10 | 5.1 | 143.71 | |
| 15 | 3.5 | 164.09 | |
| 20 | 3.1 | 199.10 | |
| 25 | 2.9 | 206,04 | |
| 輕鈣 | 5 | 10.0 | 154.16 |
| 10 | 9.0 | 171.50 | |
| 15 | 8.9 | 177.52 | |
| 20 | 7.5 | 177.93 | |
| 25 | 7.1 | 178.01 |
由表3可知,填充材料的添加量越大,遮光性越好,且TiO2的遮光效果比輕鈣好。當TiO2的用量超過15%時,遮光性趨于平緩。綜合考慮,確定填充材料為15%TiO2。
2.4 涂刮厚度的影響
按1.2節配制
表4 涂刮厙度對織物性能的影響
| 涂層厚度/mm | 面密度(g/m2 ) | 保溫率/% | 透光率% | 皸裂 | ||
| 軋前 | 軋后 | 軋前 | 軋后 | |||
| 0.3 | 121.15 | 30 | 24.0 | 18.2 | 無 | 無 |
| 0.5 | 149.41 | 30 | 13.3 | 11.8 | 無 | 無 |
| 0.7 | 172.96 | 30 | 13.0 | 10.0 | 少許 | 無 |
| 0.9 | 185.43 | 30 | 9.0 | 8.0 | 有 | 有 |
| < .1 | 188.71 | / | 8.5 | 7.5 | 有 | 有 |
| 1.3 | 276.44 | / | 8.0 | 7.0 | 有 | 有 |
| 1.5 | 295.28 | / | 7.1 | 6.0 | 有 | 有 |
由表4可知,當涂層厚度為
2.5 功能性窗簾性能
按1.2節工藝制備功能性窗簾面料,性能見表5。
表5 功能性窗簾面料的性能
| 厚度/µm | 500 |
| 面密度/(g/m2) | 172.96 |
| 透光率% | ≤10 |
| 保溫率% | 30 |
| 阻燃性 | 續燃時間≤5s;損毀長度≤ |
| 防紫外線性 | UPF>50;T(UVA)AV=4.9% |
| 防靜電性 | 電荷密度4.5µC/m2 |
3 結論
(1)泡沫涂層漿中填充材料添加量越大,遮光性越好,但添加量過大會影響涂層牢度;發泡比直接影響涂層產品的厚度和遮光性;冷軋工藝有助于提高泡沫涂層織物表面的平整性和遮光性能。
(2)優化的泡沫涂層漿處方為:每
(3)泡沫涂層工藝制備的功能性窗簾產品具有優良的遮光性、阻燃性、防靜電性和手感。在窗簾面料的制備過程中加入陶瓷粉,還可在一定程度上提高窗簾面料的隔熱性。
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