防水透氣抗菌多功能復合面料的開發

逄蘭芹

(山東科技職業學院，山東 濰坊 261053)

防水透氣抗菌多功能復合面料的開發

逄蘭芹

(山東科技職業學院，山東 濰坊 261053)

文章介紹了一種竹纖維毛圈布復合聚氨酯TPU膜的防水透氣抗菌復合面料的研發思路、工藝要點及主要性能。該產品充分發揮了竹纖維、TPU膜優勢互補的特性，擁有防水、透氣、抗菌、舒適、環保等多種功能，具有廣闊的應用前景。

竹纖維；TPU膜；復合面料；防水；透氣

目前，防水透氣層壓織物已成為各國紡織產品研究開發的熱點，隨著該類產品在軍用、醫用、民用等產業領域的廣泛應用和不斷延伸，其已成為21世紀高科技產品之一。在功能性紡織面料中，防水透氣層壓面料是難度較大、技術含量較高的產品，是近20～30年來各國競相開發的高附加值產品之一。國內防水透氣面料的研究較晚，落后于國際水平。因此，我們應該積極開展科學研究，以便開發出更好的、適應市場需求的防水透氣多功能產品。

1 防水透氣面料的性能及種類

防水透氣面料的透氣機理主要是微孔擴散，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，它是利用細號棉紗和超細合成纖維制成高密度的織物，經拒水整理后具有一定的防水性。其特點是透氣性、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，其特點是透氣小、耐水壓不大；第三類是層壓復合織物，它是將防水透氣和防風保暖集于一身，具有明顯的技術優勢。運用層壓技術把織物與防水透氣薄膜復合于一體，是目前開發防水透氣織物的主要方向。

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

2 竹纖維毛圈布與TPU防水透氣抗菌復合面料的生產

2.1 產品設計思路

隨著消費觀念的改變和科學技術的進步，在產品的功能開發上深入挖掘，以提升現有防水透氣織物的檔次。考慮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針織品的防水性、拉伸性等。在整體開發思路上，根據市場需求，結合生態環保再生纖維素竹纖維良好的吸濕、放濕、抗菌特性，通過運用竹漿纖維紗、低彈滌綸絲開發具有抗菌功能的單面竹纖維毛圈布，再復合防水透氣環保型聚氨酯(TPU)薄膜，解決了防水與透氣兩者不可兼得的難題，賦予產品手感柔軟、光澤柔和、吸濕導濕、防水、透氣、抗菌、防臭保健等優點，同時大幅降低生產成本。這種集防水、透氣、抗菌、環保于一體的多功能復合面料,不僅增加了人們服用產品的舒適性,而且也提高了企業產品的市場競爭力。

2.2 產品主要原料特性

產品原料的選擇既要考慮產品的防水、透氣、抗菌性能，又要兼顧產品的成本和環保特性，通過紡織復合技術采取相互取長補短的辦法,集各種原料的優良性能于一體,使原料性能優勢互補，有機融合并實現質的提升,最終使紡織品向著深層次和高檔次方向發展。竹纖維是近年來由我國自主研發成功的一種新型生態環保再生纖維素纖維，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，染色性能優良，又被稱為會呼吸的環保纖維；熱塑性聚氨酯TPU具有良好的高張力、高拉力、強韌和耐老化的特性，其彈性佳，質輕，同時還具有高防水性、透氣性、防風、防寒、抗菌、防霉、保暖、抗紫外線以及能量釋放等許多優異的功能。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，而且還擁有優良的綜合物理及化學性能，又被稱為防水透氣膜，TPU已成為21世紀的主流環保材料。

2.3 產品主要參數及技術要點

2.3.1 復合面料主要參數

纖維含量：竹漿纖維80%；滌綸低彈絲20%；

紗線號數：竹纖維紗18tex；滌綸低彈絲53tex；

毛圈布規格：200g/m2，毛高2.2mm，TPU膜厚度20 μm。

2.3.2 主要生產技術要點

防水透氣薄膜復合產品,既要保證薄膜的透氣性能不受大的影響,又要保證復合材料的風格不受破壞,要達到兩者的完美結合,關鍵是正確選擇復合工藝、工藝參數及膠粘劑。除此之外,復合產品還必須滿足：粘合面積應控制在一定范圍,以確保透氣量損失在許可范圍，同時手感、彈性及柔軟度等性能不受影響；選用無污染、無刺激的環保型膠粘劑；復合產品的服用性能優良，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力不應過快降低等。

紡織面料與膜材料復合的粘合固化情況是實現面料防水透氣功能的關鍵工序，它直接影響產品的耐靜水壓、透氣性和耐洗滌性能等重要指標。濕氣反應型聚氨酯熱熔膠具有對環境無污染、熱熔化即可使用的優點，且能耗低、產品手感好。通過對比實驗分析溫度、濕度和時間對復合面料固化牢度的影響，確定最優固化工藝。復合溫度對復合織物的拉伸性能影響較大，隨著復合溫度的升高，復合織物的斷裂強力出現先增大后減小的趨勢，且高于100℃復合而成的織物斷裂強力下降明顯，但斷裂伸長率逐漸增大；隨著復合溫度的提高，復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現：當溫濕度較高時，固化率在較短的時間內就達到較高的水平；溫濕度過低、時間再長也不能實現理想的固化。考慮到產業化生產講究生產效率，固化時間不能太長，結合產業化的生產效率和能源成本，綜合考慮選擇TPU膜無張力復合，復合溫度：60～70℃，固化時間：24 h，復合壓力為5MPa，復合織物的復合效果較好，成品主要性能測試結果見表1。

表1 成品主要性能測試結果

3 結束語

近年來，國內部分企業利用防水透氣復合產品逐漸替代了原來技術含量低的單調產品，極大地增強了生產企業的產品競爭實力，為企業生存和發展開辟了廣闊的空間。由于國內防水透氣織物的研究較晚，還沒有跟上國際水平，因此，我們應該積極開展技術研究，探討該類面料的復合加工技術，朝著更加輕便化、舒適化、多功能化、智能化和環保性的開發方向努力，并進一步降低未來防水透氣面料的生產成本，以便開發出性價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合面料認識的不斷深入，其應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]．國際紡織導報，2011，39(4)：62—66．

[2] 朱遠勝．防水透氣織物的種類及應用[J]．浙江紡織服裝職業技術學院學報，2008，7(3)：22—24．

[3] 張連坤，孫道林，邢利兵，等．熱熔膠膜復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