聚氯乙烯包覆高強(qiáng)聚酯長(zhǎng)絲復(fù)合絲及面料的生產(chǎn)

常志宏

(蓋爾太平洋特種紡織品(寧波)有限公司,浙江 寧波315800)

PVC樹(shù)脂包覆PET長(zhǎng)絲生產(chǎn)的復(fù)合面料,是20世紀(jì)末興起的一種新型織物,面料由聚酯纖維(或玻璃纖維)包覆PVC涂層的復(fù)合絲織造而成,具有微孔狀結(jié)構(gòu),穩(wěn)定性良好,可以長(zhǎng)期使用,尺寸不容易變形,長(zhǎng)年累月的日曬也不易變色。目前市場(chǎng)上其產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝可分為兩類(lèi):一是PVC包覆PET纖維;二是PET纖維浸漬PVC中。一般聚酯面料在國(guó)內(nèi)基本上都是用的包覆方法(如:Feifo Special Textile(ningbo)Co.,Ltd產(chǎn)品);在國(guó)外,聚酯(玻璃)纖維面料用浸漬的比較多(如西班牙CITEL陽(yáng)光面料)。介紹了國(guó)內(nèi)廣泛應(yīng)用的,以聚氯乙烯(PVC)為皮層,聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)為芯絲經(jīng)復(fù)合包覆制得的長(zhǎng)絲及其面料的生產(chǎn)工藝技術(shù)[1]。

1 原料選用

包覆材料采用改性PVC粒子,芯絲選用高強(qiáng)度的產(chǎn)業(yè)用聚酯(PET)長(zhǎng)絲或玻璃纖維。

1.1 包覆材料PVC

純聚氯乙烯本色為微黃色半透明狀,有光澤,具有阻燃、耐化學(xué)藥品性高、機(jī)械強(qiáng)度及電絕緣性良好的優(yōu)點(diǎn)。聚氯乙烯對(duì)光、熱的穩(wěn)定性較差,陽(yáng)光中的紫外線和氧會(huì)使聚氯乙烯發(fā)生光氧化分解,因而使聚氯乙烯的柔性下降,最后發(fā)脆。在純PVC中加入增塑劑、色粉、抗UV劑、熱穩(wěn)定劑、加工助劑、填充料等成分,制成各種顏色的改性PVC粒子,克服了PVC原有的不足,賦予材料超高的流動(dòng)性能,使PVC材料能均勻地包覆在纖維的表面。制成面料的阻燃、抗紫外線等主要特性均通過(guò)PVC包覆材料的改性配方來(lái)實(shí)現(xiàn)特定功能。

1.2 高強(qiáng)度產(chǎn)業(yè)用聚酯絲芯絲

高模量低收縮型滌綸工業(yè)絲是聚酯纖維中的一個(gè)重要品種,具有斷裂強(qiáng)度大、彈性模量高、延伸率低、耐沖擊性好等優(yōu)良性能。由于受熱后收縮小,其織物具有良好的尺寸穩(wěn)定性和耐熱穩(wěn)定性,能吸收沖擊負(fù)荷,主要用于涂層織物、簾子布、輸送帶緯線等。它與PVC具有良好的親合力,可簡(jiǎn)化后續(xù)加工工藝,并大大提高制品的質(zhì)量。玻璃纖維(glass fiber)具有阻燃、耐腐、耐熱、伸長(zhǎng)率低、強(qiáng)度高、性脆易碎、不耐彎曲、化學(xué)穩(wěn)定性好,隔熱性好、電絕緣好等特點(diǎn)。表1是實(shí)際生產(chǎn)使用的2種材料的對(duì)比測(cè)試數(shù)據(jù)[2]。

表1 芯絲測(cè)試對(duì)比數(shù)據(jù)

雖然聚酯纖維阻燃性和尺寸穩(wěn)定性不及玻璃纖維,但是其斷裂伸強(qiáng)度和加工性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于玻璃纖維,所以被廣泛使用,并優(yōu)先選用。

2 包芯絲生產(chǎn)

包芯絲生產(chǎn)在PVC包覆機(jī)上完成,PVC粒子經(jīng)過(guò)加熱和螺桿旋轉(zhuǎn)增壓,成熔融狀,均勻包覆在芯絲上。

2.1 工藝流程

生產(chǎn)包覆絲工藝流程以圖1四線PVC包覆機(jī)為例:包覆前,PET絲從筒子架②紗筒上引出,經(jīng)過(guò)張力調(diào)節(jié)裝置后,進(jìn)入膜頭③中,PVC熔體包覆PET(涂層)后,包覆絲經(jīng)過(guò)冷卻水槽④、吸水裝置⑤、牽引裝置⑦、在卷取裝置⑧上卷繞到紗筒上。

圖1 四線PVC包覆機(jī)示意圖

PVC擠出機(jī)采用單螺桿擠出,螺桿長(zhǎng)徑比在25～30之間,為保證包覆絲的包覆層各段及圓周各處厚薄一致(圖2),要求膜頭(圖3)行腔3內(nèi)PVC熔體壓力恒定,擠出螺桿轉(zhuǎn)速變化與PET 5(圖3)芯絲線速度變化(加速度)一致,芯棒6與口膜14同心度要好。

圖2 包覆絲截面圖(比例200∶1)

圖3 膜頭結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 生產(chǎn)工藝

滌綸(或玻璃纖維)長(zhǎng)絲通過(guò)熔融的PVC包覆后,進(jìn)行均勻包覆。包覆過(guò)程要求精度較高,不僅需要解決PVC混合粒料與滌綸絲和玻纖絲的相容性,保證一定的黏合度,而且多臺(tái)包覆機(jī)卷繞出的絲要達(dá)到一致性,中心均勻。擠出使用的單螺桿擠出機(jī),機(jī)身溫度160～165℃,機(jī)頸的溫度165℃,機(jī)頭和膜口的溫度170℃,經(jīng)過(guò)各道加熱后,PVC熔體溫度155～165℃。生產(chǎn)使用設(shè)備、生產(chǎn)品種不同,線速度也不同,且差異較大,范圍在100～800 m/min之間。

2.3 絲線規(guī)格

各種類(lèi)型絲的規(guī)格,滿足不同規(guī)格產(chǎn)品指標(biāo)性能的要求(見(jiàn)表2)。

表2 包覆絲技術(shù)指標(biāo)

3 面料生產(chǎn)

面料采用劍桿織機(jī)生產(chǎn),經(jīng)紗通過(guò)智能型整經(jīng)機(jī)制成織軸,無(wú)須上漿,直接在劍桿織機(jī)上織造成坯布,由于絲線纖度高剛性大、織物密度高,多使用重型織機(jī)。為保證引緯穩(wěn)定性好,保證坯布質(zhì)量,許多生產(chǎn)廠家采用德國(guó)生產(chǎn)的多尼爾剛性劍桿織機(jī)生產(chǎn)。

織物組織、編織方法多樣,一般平紋、斜紋、緞紋、方平等不同的織物組織,3/1斜紋可提供雙面不同顏色的效果。設(shè)計(jì)合理的織物組織結(jié)構(gòu),確保產(chǎn)品不同的開(kāi)孔率(遮光率),保證織物具有高強(qiáng)度、透風(fēng),灰塵在雨水沖刷后容易自潔等特點(diǎn)。

熱定型工序是產(chǎn)品質(zhì)量控制的關(guān)鍵所在,主要消除涂層和織造生產(chǎn)中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,使產(chǎn)品在使用過(guò)程中不變形。定型溫度120～130℃,PVC表層處于半熔融狀態(tài),織物經(jīng)緯絲線交織點(diǎn)處,經(jīng)緯紗互相粘結(jié)成一體,使定型后織物結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定。

面料規(guī)格根據(jù)產(chǎn)品的不同遮光率檔次要求,合理選用不同的絲線細(xì)度、織物經(jīng)緯密度和組織結(jié)構(gòu),確保不同場(chǎng)合對(duì)抗紫外線、防風(fēng)透氣的要求。

不同規(guī)格的織物,滿足不同用途對(duì)布料的各種要求(見(jiàn)表3)。

表3 面料技術(shù)規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)

4 復(fù)合面料的應(yīng)用

PVC樹(shù)脂包覆PET長(zhǎng)絲生產(chǎn)的復(fù)合面料,芯體采用高強(qiáng)滌綸工業(yè)長(zhǎng)絲,皮層為耐老化、抗紫外線輻射的改性聚氯乙烯PVC材料,滌綸長(zhǎng)絲經(jīng)PVC包覆、冷卻形成表面光滑、防水、防油、無(wú)毒的PVC/PET復(fù)合包覆絲。用這種復(fù)合絲生產(chǎn)的梭織面料,具有色彩鮮艷不褪色、強(qiáng)度高、耐水耐油防紫外線、耐老化、耐磨損、耐腐爛、耐化學(xué)品、無(wú)毒、表面光滑涼爽、尺寸恒定、透氣性優(yōu)良、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。面料自身材料和結(jié)構(gòu)決定其不具有延展性,不會(huì)變形,并持久保持其平整度。

復(fù)合遮陽(yáng)布料應(yīng)用范圍較廣,廣泛使用在商務(wù)、行政辦公大樓、展館展廳、圖書(shū)館、體育館、酒店、高鐵車(chē)窗、暖房、玻璃房、實(shí)驗(yàn)室、影院以及私人別墅、豪宅的庭院、露臺(tái)、陽(yáng)光屋、居室的窗戶、咖啡吧、茶坊等公共場(chǎng)所,還用于制作沙灘椅、沙灘床、室外用椅、防滑墊、餐墊、盤(pán)墊、杯墊、桌布、地毯等。利用遮陽(yáng)來(lái)體現(xiàn)休閑品質(zhì)生活的理念,也是現(xiàn)代家居生活的典范[3]。

4.1 陽(yáng)光面料(Sunscreen)產(chǎn)品

陽(yáng)光面料,簡(jiǎn)而言之就是用來(lái)遮擋陽(yáng)光和日照,遮蓋物品起到避免與強(qiáng)光接觸的作用,具有阻擋強(qiáng)光和紫外線的功效。防紫外線遮陽(yáng)面料可抵擋多達(dá)95%紫外線,與其他面料相比,阻燃性能要好很多,助燃等級(jí)高,能滿足高樓和公共建筑較高的防火安全標(biāo)準(zhǔn);不同的開(kāi)孔率和顏色,達(dá)到不同的透視和裝飾效果,適合一般的公共場(chǎng)所,能與周?chē)沫h(huán)境自然融合。該面料具有遮陽(yáng)、透光、通風(fēng)的特性,既可消除多達(dá)86%的太陽(yáng)輻射,又可保持室內(nèi)空氣暢通,并能清晰看到室外景物,遮陽(yáng)面料具有其他面料所不具備的良好隔熱性能,大大減少室內(nèi)空調(diào)的使用率,廣泛用在垂簾、卷簾上。

4.2 特斯林布(Textilene)產(chǎn)品

用于室外休閑產(chǎn)品,例如沙灘椅、沙灘床、室外用椅、防滑墊、餐墊、盤(pán)墊、杯墊、桌布、地毯等。產(chǎn)品應(yīng)用上,該面料能滿足重金屬含量等環(huán)保指標(biāo),花型多樣、美觀,配色與周?chē)h(huán)境協(xié)調(diào),抗菌性能好,不易霉變,面料尺寸穩(wěn)定、不具有延展性、不會(huì)變形,并持久保持其平整度,易清洗,可置于清水中刷洗,有較好的色牢度。

5 結(jié)語(yǔ)

PVC樹(shù)脂包覆PET長(zhǎng)絲制作的 復(fù)合面料發(fā)展迅速,從20世紀(jì)70年代開(kāi)始很多國(guó)家的建筑遮陽(yáng)行業(yè)大量采用高分子復(fù)合遮陽(yáng)產(chǎn)品。全球高分子復(fù)合遮陽(yáng)材料市場(chǎng)主要集中在歐洲、美國(guó)、加拿大、亞洲東南亞地區(qū)等發(fā)達(dá)國(guó)家?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)的高端市場(chǎng),國(guó)外企業(yè)品牌產(chǎn)品仍占據(jù)一定市場(chǎng),但有節(jié)節(jié)退縮的趨向,國(guó)內(nèi)品牌企業(yè)經(jīng)過(guò)多年發(fā)展積累、技術(shù)改進(jìn),技術(shù)水平有很大提高,以先鋒新材料為代表的國(guó)內(nèi)企業(yè)已可生產(chǎn)大部分市場(chǎng)主流產(chǎn)品,技術(shù)水平已接近歐美廠商。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步,越來(lái)越多的新材料、新技術(shù)應(yīng)用于復(fù)合面料,產(chǎn)品的性能在不斷的提高。并能滿足嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)要求,對(duì)節(jié)約能源、減少CO2等有害氣體的產(chǎn)生以及保護(hù)環(huán)境,是巨大的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn):

[1]邢聲遠(yuǎn).紡織纖維[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005.

[2]聚氯乙烯/聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PVC/PET)復(fù)合包覆絲:FZ/T 54083-2015[S].

[3]齊貴亮.塑料成型物料配制工[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2012.