熱壓法制備防水透濕層壓復合織物

周珊珊，楊 群，陳 鵬，朱紅玉，閆曉杰，婁麗云（嘉興學院材料與紡織工程學院，浙江 嘉興 314001）

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熱壓法制備防水透濕層壓復合織物

周珊珊，楊 群，陳 鵬，朱紅玉，閆曉杰，婁麗云
（嘉興學院材料與紡織工程學院，浙江 嘉興 314001）

摘要：以EVA熱熔膠為粘合劑，采用熱壓法將面料、中間膜及里料壓合制成防水透濕層壓復合織物。研究了熱壓溫度、時間和壓力對層壓織物剝離強度的影響，對制備的層壓復合織物的透氣性、透濕性、厚度、與水的接觸角等指標進行了測定，并與市售防水透濕層壓織物進行對比。結果表明，熱壓溫度為90 ℃，熱壓時間為90 s和熱壓壓力為0.2 MPa時制備的層壓織物的剝離強度高達45.4 N，透氣量、透濕量等性能基本能滿足市場要求。

關鍵詞：防水透濕；熱壓法；層壓織物；粘合劑；剝離強度

防水透濕是指織物在一定壓力的水作用下，不被水滲透，而人體散發的汗液蒸汽卻能通過織物擴散或傳遞到外界，不在體表和織物之間積聚冷凝，具有這種性能的織物稱之為防水透濕織物［1～3］。目前的研究中，防水透濕織物雖然能較好地保證水無法透過，但織物表面會吸收水分或被水潤濕，并有潮濕之感，有時會在織物表面形成一層水膜，降低織物的透濕性能，所以防水透濕織物的外層通常都要經過拒水整理，保證面料淋水后不被潤濕，以提高織物的防水透濕性能［4］。

防水透濕層壓復合織物是由一層或多層織物與高聚物薄膜通過粘合劑粘接在一起，形成兼具多種功能的復合面料，這種織物能滿足嚴寒、雨雪、大風等惡劣環境中人們活動時的穿著需要，具有廣闊的應用前景［5］。為了達到良好的應用性，必須賦予防水透濕層壓復合織物優良的透氣性、透濕性、防水性等性能。

因此，本文以滌綸平紋織物為面料、純棉平紋織物為里料、聚四氟乙烯微孔膜為中層膜，選用EVA熱熔膠為粘合劑，經過涂膠、熱壓制備防水透濕層壓復合織物，研究了熱壓溫度、時間和壓力對層壓復合織物的剝離強度、滲水壓、接觸角、透氣量、透濕性等性能的影響。

1 實驗部分

1.1 材料、藥品及儀器

純棉織物：厚度為0.44 mm，240根/10 cm×200根/10 cm，克重為131 g/m2，上海華綸印染廠；滌綸織物：厚度為0.16 mm，375根/10 cm×344根/10 cm，克重為79 g/m2，嘉興市新春河家居生活館；聚四氟乙烯（PTFE）微孔膜，河南省新鄉市華源護神有限公司；EVA熱熔膠，南通和和塑膠新材料有限公司（上海分公司）。

YHT型壓燙機，蘇州宣暉印花設備廠；YG026H-50型織物強力儀，溫州方圓儀器有限公司；YG 461-II型織物透氣量測試儀，溫州際高檢測儀器有限公司；YG601-I/II型電腦式織物透濕儀，寧波紡織儀器廠；JC2000C1接觸角測試儀，上海中晨數字技術設備有限公司；YG812D織物滲水性測定儀，溫州方圓儀器有限公司。

1.2 防水透濕層壓復合織物的制備

將棉里料和滌綸面料上分別粘上厚度為0.2 mm的EVA熱熔膠，中間放置聚四氟乙烯（PTFE）微孔膜，在設定好熱壓時間、熱壓溫度和熱壓壓力的平面熱壓機上對其進行熱壓固化，冷卻后即得到層壓復合織物試樣。制備工藝流程為：面料涂膠→里料貼合→熱壓固化→冷卻→成品。

1.3 性能分析測試

1）剝離強度

參照FZ/T01010—1991《涂層織物涂層粘附強度測試方法》，取長度為200 mm、寬度為25 mm的試樣，試樣的2個層面以0.1 m/min的速度剝離，測定織物的剝離強度。

2）透氣性

參照GB/T 5453—1997《紡織品透氣性能的測定》，在溫度為20 ℃、相對濕度為65%的環境下，面積大于20 cm2的試樣，在同一試樣上取不同部位測試10次，取平均值。

3）透濕性

參照ASTM E96/E96M—05標準［6］，在溫度分別為35 ℃和45 ℃和相對濕度為60%的條件下，采用正杯法測試層壓織物的透濕性。透濕性計算公式見式（1）：

式中，P-為織物的透氣量，g/（m2· d）；a1-a2為透濕杯前后質量變化，g；S為測試面積，m2；t為測試時間，h。

4）耐靜水壓

參照GB/T 4744—1997《紡織織物抗滲水性測定方法》，測試水溫20 ℃，水壓上升速率為6 kPa/min，從試樣的下方向上加壓。

2 結果與討論

2.1 EVA熱熔膠的熱性能

本文選用的熱熔膠軟化溫度在80 ℃左右，這個溫度僅僅是熱熔膠熔融的溫度，要使其熔融達到能粘接的程度，加熱溫度要上升到80～120 ℃。在這一溫度下，膠體的黏度、流動性、粘性等都適合粘接。

2.2 熱壓溫度對層壓織物剝離強度的影響

采用厚度為0.2 mm的EVA熱熔膠對純棉里料、滌綸面料涂膠，將PTFE微孔膜置于中間，在熱壓時間為90 s，熱壓壓力為0.2 MPa下，自80～120 ℃每隔10 ℃改變熱壓溫度進行壓燙，所得防水透濕層壓復合織物的剝離強度如圖l所示。

圖1　熱壓溫度對剝離強度的影響Fig.1 Effect of laminating temperature on peeling strength

由圖1可知，熱壓溫度由80 ℃升至90 ℃時，層壓織物的剝離強度增加，繼續升溫至120 ℃時，剝離強度逐漸下降，即熱壓溫度為90 ℃時，織物的粘接強度最高。因為EVA熱熔膠的熔融溫度為80 ℃，在進行熱壓時，在其熔點附近熱熔膠具備了一定的粘著力，能保證面料、里料和中層膜的緊密結合。當層壓溫度高于100 ℃時，熱熔膠因吸收大量的熱量使高聚物轉變為流動性很好的粘流態，大部分膠在壓力作用下發生流動，滲透到面料的紗線中或纖維間，甚至透出表層或里層織物，使得面料和里料與中層膜之間的含膠量減少，故剝離強度下降［5］。

熱壓溫度對層壓復合織物厚度的影響見圖2。由于棉織物的厚度為0.44 mm，滌綸織物的厚度為0.16 mm，EVA熱熔膠的厚度為0.2 mm，所以其組成的層壓織物的最大厚度應該在1 mm左右。由圖2可知，當熱壓溫度為80 ℃時，層壓織物的厚度為0.98 mm，隨著熱壓溫度的升高，層壓織物的厚度逐漸降低，尤其是當熱壓溫度為120 ℃時，層壓織物的厚度僅為0.68 mm，說明大部分膠體已經滲透到紗線縫隙，甚至滲出織物到層壓機上了。

圖2　熱壓溫度對層壓復合織物厚度的影響Fig.2 Effect of laminating temperature on thickness of laminated fabric

2.3 熱壓時間對層壓織物剝離強度的影響

在熱壓溫度為90 ℃，熱壓壓力為0.2 MPa下，自30～180 s每隔30 s改變熱壓時間進行壓燙，所得防水透濕層壓復合織物的剝離強度如圖3所示。

圖3　熱壓時間對層壓復合織物剝離強度的影響Fig.3 Effect of laminating time on peeling strength of laminated fabric

由圖3可知，層壓時間在30～90 s間變化時，層壓織物的剝離強度隨著熱壓時間的延長而增加。因為時間較短時，由于溫度的傳遞需要一定的時間，在較短的時間內，有些EVA的分子鏈仍處于凍結狀態，導致熱熔膠的流動性較差，不能充分濕潤到纖維和膜的表面或內部，使得織物與膜之間的粘接性較差，所以延長時間有利于剝離強度的增加。當熱壓時間繼續從90 s延長至180 s時，隨著熱壓時間的延長，層壓織物的剝離強度反而下降。這是因為時間過長時，部分粘流態的EVA膠體會滲入到纖維內部或紗線縫隙中，使得織物與膜之間的含膠量減少，從而導致剝離強度下降［7］。因此，以EVA為熱熔膠制備層壓織物時，熱壓溫度為90 ℃時，熱壓時間鎖定在90 s附近即可。

同樣，對改變熱壓時間制備的織物厚度進行了測試，結果如圖4所示。由圖4可知，當熱壓時間為30 s時，層壓織物的厚度為0.95 mm，隨著熱壓時間的延長，層壓織物的厚度逐漸降低，尤其是當熱壓時間為超過90 s后，層壓織物的厚度下降較快，說明延長熱壓時間，會有部分膠體滲透到紗線縫隙。

圖4　熱壓時間對層壓復合織物厚度的影響Fig.4 Effect of laminating time on thickness of laminated fabric

2.4 熱壓壓力對層壓織物剝離強度的影響

在熱壓時間為90 s和熱壓溫度為90 ℃下，改變平板轉印機的熱壓壓力制備層壓織物，層壓織物的剝離強度如圖5所示。

圖5　熱壓壓力對層壓復合織物剝離強度的影響Fig.5 Effect of laminating pressure on peeling strength of laminated fabric

由圖5可知，增大熱壓壓力，可以加大粘合劑與織物之間的接觸面和接觸程度，從而提高粘合效果；但是壓力過大時，大部分粘流態膠體滲透到面料的紗線中或纖維間，甚至透出表層或里層織物，使得面料和里料之間的含膠量減少，故剝離強度下降［6，7］。因此，適宜的熱壓壓力為0.2 MPa。

2.5 防水透濕復合層壓織物的性能

通過試驗確定最佳的層壓工藝為：熱壓溫度90 ℃、熱壓時間90 s和熱壓壓力0.2 MPa，在此工藝下制備的層壓復合織物性能如表1所示。

由表1可知，自制層壓織物的剝離強度、透氣量、透濕量等性能都能滿足市場需求，耐滲水壓、里料和面料與水的接觸角也基本滿足要求，但與市售織物相比，其參數偏低。因此，為了提高層壓復合織物的拒水性，在后期的研究中，應對層壓織物進一步進行拒水整理。

3 結論

表1　自制層壓織物與市售織物的性能比較Tab.1 Performance comparison for self-made laminated fabrics and that from market

（1）以滌綸平紋織物為面料、純棉平紋織物為里料、聚四氟乙烯微孔膜為中層膜，選用EVA熱熔膠為粘合劑，經過涂膠、熱壓制備了防水透濕層壓復合織物。制備層壓復合織物的最佳工藝為：熱壓壓力0.2 MPa，熱壓溫度90 ℃，熱壓時間90 s，在此條件下制備的層壓織物的剝離強度高達（45.4±1）N。

（2）自制層壓織物的剝離強度、透氣量、透濕量等性能滿足市場需求；耐滲水壓、里料和面料與水的接觸角也基本滿足，但是與市售織物相比，其參數偏低。

（3）為了進一步提高層壓復合織物的拒水性，在后期的研究中，應對層壓織物進一步進行拒水整理。

參考文獻

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［7］楊群.短鏈碳二元酸二元醇脂肪族聚酯及其性能研究［D］.上海：東華大學，2011，72-89.

文獻標識碼：中國分類號：TQ436+.4A

文章編號：1001-5922（2016）07-0067-04

收稿日期：2016-04-11

作者簡介：周珊珊（1994-），女，主要研究方向為功能紡織品、智能紡織品。E-mail：1094256381@qq.com。

基金項目：嘉興學院重點SRT資助項目（851715072）；浙江省大學生科研創新團隊資助項目（2015R417009）；嘉興學院科研啟項目（N70514024）。

Study of hot-pressing process to prepare waterproof and moisture permeable laminated fabric

ZHOU Shan-Shan，YANG Qun，CHEN Peng， ZHU Hong-Yu，YAN Xiao-Je， LOU Li-Yun
（College of Material and Textile Engineering， Jiaxing University， Jiaxing， Zhejiang 314001， China）

Abstract：Using EVA as hot melt adhesive， the surface fabric， inner layer and lining fabric were laminated by the hotpressing process to prepare the laminated fabric. The effects of laminating temperature， time and pressure on the peeling strength and thickness of laminated fabric were studied. The thickness， breathability， moisture permeability and contact angle with water were also determined， which were compared with that of the laminated fabrics from the market. The results show that the peeling strength is up to 45.4 N under the laminating time and laminating pressure was 90 s and 2 kg/cm2， respectively， at 90℃. The breathability and moisture permeability can meet the requirement of the market.

Key words：waterproof and moisture permeable； hot-pressing； laminated fabric； adhesive； peeling strengthen