產業用紡織品的涂層和復合技術

安茂華

（中國產業用紡織品行業協會，北京 100027）

產業用紡織品被廣泛應用于醫療衛生、環境保護、航空航天等領域，技術含量高、應用范圍廣、市場潛力大，是戰略性新材料的重要組成部分，也是全球紡織領域競相發展的重點[1]。隨著我國產業用紡織品行業科技水平的不斷提高，加工技術和裝備也取得了重大突破，原料多樣化、非織造復合加工技術、高端編織成型技術、后整理技術的應用與推廣取得了顯著成效。

1 產業用紡織品的涂層技術

1.1 紫外線技術

應用紫外線技術可以有效控制涂層厚度，在紫外線照射下，使涂層在基層材料中充分滲透[2]。對于轉移印花技術，德國ITCF研究所與依斯特梅茨公司一起研究出一款紫外線掃描儀，掃描寬度達到了1.6 m，能確保材料被紫外線全面照射。ISTMETZ公司主要生產紫外線固化設備，已經在多個工業生產環節得到了應用。在該公司研發的紫外線掃描儀工作中，固化面積在150 m2/h左右。簡單來講，當基層材料的寬度為1.6 m時，加工長度甚至能達到100.0 m，相比于現階段紡織領域應用的噴墨式印刷機，在速度方面更具優勢。

1.2 紅外線固化技術

紅外線固化技術是一種烘干技術，在紡織領域應用較多，能將各種面料的涂層烘干，不僅操作非常簡單，還能達到快速、安全等要求。紅外線固化技術能單獨應用或者作為附加設備與熱風爐共同使用。對熱熔涂層而言，主要利用熱能，在基層材料中讓涂層分布得更加均勻，常用的設備有雕刻輥和滾輥等，且滾輥設備一般由荷蘭施托克印刷機械公司生產。從技術層面看，主要在紡織品基層材料中“印”膠，且每平方米節省了1.5 g的用膠量，可在所有基層材料中進行滲透[3]。選擇厚模板凸板印制的方式，能獲得多種新式圖案。利用滾輥對材料進行處理后有兩種選擇，分別是第一時間采取亞層處理措施、通過80 cm后完成處理。根據上述兩種情況，經常用紅外線將膠質激活，如熱塑性塑料、反應性聚亞安酯等。施托克公司借助上述工藝技術，縮短了操作時間，在較小面積中能實現大量噴射膠點，且最終生產的壓層較為柔軟，在光透明度上具有很強的優勢。

德國藍克姆公司也在該技術研發中增加了投入，生產了具有多種用途的熱熔層壓與涂層設備。這些設備擁有多個滾筒，支持聯合雕刻，可以對熱塑性材料、反應式熱熔材料等進行加工，并生產透氣性壓涂層以及涵蓋所有區域的積涂層產品。藍克姆公司的設備與施托克公司不一樣，選擇了雕刻輥。

1.3 金屬涂層

德國薩克森紡織技術研究所發揮了真空涂層技術的作用，為紡織品提供了金屬化涂層，是一種物理蒸汽沉積技術。該技術的優勢是在各種操作中，將溫度長時間保持在較低范圍內。同時應用了電弧技術，能進行導電材料與磁電管噴涂，基本上能處理全部的金屬材料與合金材料，且很多加工技術最早應用于金屬工業。在紡織品加工中引入這些加工技術，能取代紡織品金屬化處理，生產的紡織品將提供多種新功能。

德國ITV研究所制造了有較多功能的控制設備，借助離子物理處理手段，在大氣壓環境下完成材料表面特性的干燥修復。在這一環節中，采用不同類型的氣體并設置不同的參數，在設備的支持下，能激活表面材料并在纖維表面生成一層涂層。在應用該技術的過程中，主要能完成吸水、拒水以及拒油等處理。

1.4 熱噴涂

熱噴涂技術常被用于表面涂層處理。對需要噴涂的物質進行熱熔處理，在基層材料上噴涂，也可以進入基層材料內部，并形成一層沉積物，這項技術由德國ITV研究所研發[4]。在熱噴涂處理過程中，能在柔軟的產業用紡織材料表面形成一層陶瓷或金屬材質涂層。若是材料的熔液相位能保持較強的穩定性，則考慮采用熱噴涂的方法。這種技術的應用范圍較廣，在常規大氣壓條件下就能完成操作。基層材料可以發揮冷卻的功能，可有效降低噴涂材料的熱壓力。基層材料一般不會熔化，雖然其熔點很低，但是僅有分層表面幾微米厚度可能熔化。德國ITV研究所研究表明，產品成型后，涂層和紡織品基層的黏合度都得到了提升，且不必使用其他黏合材料。如此一來，涂層的特性能保持不變，透氣性也能增強，材料性能將始終保持在最好的狀態。

陶瓷與金屬涂層也在多個領域得到了應用，如用于防火阻燃處理的面料、防護服，防刺、防彈、半透性隔膜以及生物醫學領域等，尤其是對金屬涂層也表現出導電性，能避免電磁波輻射的影響。

2 產業用紡織品的復合技術

2.1 熱熔復合

熱熔復合的原理是利用某種黏合劑、專用設備以及工藝技術，對至少兩種材料進行粘合形成新的材料[5]。所用黏合劑以屬性高分子聚合物為主，由于不含溶劑與水，是一種固體黏合劑，物理形態通常包括粉末狀、顆粒狀、纖網以及薄膜狀等。適用于顆粒狀黏合劑的熱熔轉移涂層復合設備能對顆粒狀進行加熱熔融，在雕刻機處理后，向基材轉移熔融黏合劑，并與其他材料進行復合，也適用于熱熔性壓敏膠。在對黏合劑進行加熱熔融的過程中，一般選擇電加熱的方式，加熱結構形式存在差異，在熱敏性材料復合加工中應用較多。

熱熔的優勢在于環保，這是由于黏合劑內并沒有溶劑，不會對環境造成污染，人員操作時也不會受到損傷。黏合劑便于運輸與儲存，開包就能使用，不用配料，節省了準備的時間[6]。在復合的過程中，加熱加壓同步展開，縮短了冷卻后固化時間，保證了效率，但不適用于耐熱、溫度低和易變形的稀疏材料。

2.2 干法復合

相對于濕法復合，干法復合是膠黏劑涂在基材上后，通過烘箱加熱將其中的溶劑去除干凈，最終留下具有較強黏合功能的固體膠黏劑，且在壓力及溫度的影響下同另一種材料復合起來，冷卻后生成新的復合材料。這種方法是在無溶劑（干的）狀態下完成復合，因此被稱為干法復合。

干法復合使用的膠黏劑常見的有單組分的壓敏膠、雙組分的聚氨酯膠黏劑。因為膠黏劑中存在溶劑，所以設備需要采用溶劑回收和廢氣排放裝置，否則會引發爆炸或火災等。溶劑回收提高了設備投資量，排放也會對環境造成影響，工作環境較差，不利于工作人員的健康，所以需積極優化機械結構的設計。

在包裝材料中，干法復合比較常見，特別是薄膜的復合材料，可制作高中檔復合包裝材料[7]。聚氨酯膠對很多材料的黏接力較強，特別是通過有效交聯固化后擁有較強的內聚力，膠膜十分強韌與柔軟，且具有較強的耐洗性，是最佳的復合膠黏劑，被廣泛應用于產業用紡織品的復合。

2.3 濕法復合

濕法復合是把膠黏劑涂到基材上后同另一種材料進行貼合，并通過壓輥壓緊和加熱烘干使兩者有效粘合在一起，生成復合材料。濕法復合采用水基膠黏劑，主要分為水溶性、乳液型兩種，因此，復合材料中至少有一種材料的透氣性較佳，如織物、紙等。否則，因透氣性較差，復合時會出現起泡、粘接強力較差等問題，導致產品質量越來越差。這一方法只能生產低檔復合產品，如鞋幫面復合布等。

2.4 轉移涂層

轉移涂層也被叫作間接涂層，先把膠黏劑涂抹在離型紙上，通過加熱與烘干生成膠膜，然后同另一種基材貼合加熱，冷卻后將離型紙與膠膜剝離，使膠膜與基材完全貼合，生成涂層材料。選擇的膠黏劑大多是溶劑型，但也存在不含溶劑和水的固態黏合劑。這一工藝被廣泛應用于人造革制作，也可用于服裝制鞋行業，尤其是用于制作稀疏、薄而軟、尺寸穩定性差的材料，如產業用紡織品、編織物等[8]。

3 結語

在現代社會中，各種技術迅速發展，涂層和復合技術在產業用紡織品領域的應用范圍日益擴大。涂層和復合技術不是單純地疊加材料性能，而是提高與優化材料性能，是材料性能的升華。這兩種技術是開發紡織服裝新產品、拓展紡織品運用領域的關鍵。產業用紡織品行業應積極借鑒其他學科研究新成果，加強創新，提高紡織品科技含量，實現精細深加工，提升檔次及附加值，真正實現可持續發展。