陳麗穎

（丹東優(yōu)耐特紡織品有限公司，遼寧丹東 118303）

防水透濕織物是通過高支高密的紗線織造或是功能整理、膜貼合等方式使織物具有防護性能。大雨環(huán)境中，雨水難以潤濕織物，但汗液可通過微孔或“吸附- 擴散- 解吸”的方式從整理織物內(nèi)層向外層傳遞，以使織物具備良好的舒適性能，此類織物被廣泛應(yīng)用于戶外用品、防護服裝、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。目前，對防水透濕產(chǎn)品的研究大多集中在溶劑型高分子樹脂，例如zhang[1]等學者將溶劑型高分子涂覆于尼龍面料制備多功能防護織物，以較低的增重實現(xiàn)了高防護性能，為超輕聚氨酯防護材料的制備提供思路。Moiz 等人[2]制備了TPU 防水透濕棉織物，采用DMF 作為稀釋劑，整理后織物具備良好的防水、透濕、耐摩擦等性能。然而，隨著人民生活水平提高，單純功能織物已不能滿足穿著及使用需求，基于此功能與風格并存的織物受到消費者的追捧。另一方面，隨著社會的發(fā)展，人們健康意識逐漸增強，以及服飾、裝飾布等消費品貼身穿著的特點，綠色無毒產(chǎn)品的開發(fā)得到大量學者的研究。

本文以此為基礎(chǔ)，采用環(huán)保型水性聚氨酯作為主要原料通過干法涂層工藝制備功能與風格兼具的仿皮革手感面料，并分析了面料的防水透濕、透氣、抗菌等功能性能，該面料穿著舒適，尤其適用于鞋材領(lǐng)域，還可廣泛用于功能服飾、戶外用品、醫(yī)療防護、皮革箱包等領(lǐng)域。

1 試驗部分

1.1 藥品

織物：40S× 40S 純棉平紋布。

試劑：防水劑FK-522KB(北京中紡化工股份有限公司)，水性聚氨酯FS-760、交聯(lián)劑DF-810（遼寧恒星精細化工有限公司），抗菌整理劑SCJ-990(北京潔爾爽高科技有限公司)。

1.2 儀器

JY 系列多功能電子天平（上海衡平儀器儀表廠），GZX-9076MBE 電子鼓風干燥箱（上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠），IKA EURO-ST 60D S25 頂置式電子攪拌器 (廣州儀科實驗技術(shù)有限公司)，YG813 織物沾水測定儀（溫州方圓儀器有限公司），YG501D 透濕試驗儀（溫州方圓儀器有限公司），ZB01 取樣器（南通宏大實驗儀器有限公司）,YG812N 抗?jié)B水性測試儀（南通宏大實驗儀器有限公司）,P-BO XC-22 空壓氣膜式橫式強力壓染樹脂機（廈門瑞比精密機械有限公司）。

1.3 試樣制備

面料制備過程為：防水整理（一浸一軋180℃，2 min,帶液率40%～50%）→ 涂層→ 焙烘（165℃ ，1min），面料增重為0～40 g/m2。圖1 為涂層過程示意圖。

圖1 涂層過程示意圖

1.4 性能測試

1.4.1 沾水測試

按GB/T 4745-2012《紡織品防水性能的檢測和評價沾水法》標準測定。

1.4.2 透氣率測試

按GB/T 5453-1997《紡織品織物透氣性的測定》標準測定。

1.4.3 透濕測試

GB/T 12704.2-2009《紡織品織物透濕性試驗方法第2 部分_蒸發(fā)法》標準測定。

1.4.4 靜水壓測試

GB/T4744-1997《抗?jié)B水性的測定靜水壓實驗》標準測定。

1.4.5 抗菌性能

按GB/T 20944-2007《紡織品抗菌性能的評價》標準測定。

1.4.6 手感評價

5 位工程師主觀評價。

2 結(jié)果與討論

2.1 防水前處理劑用量的篩選

防水劑目的即對面料進行前處理，改變防水劑用量，測試織物各項性能，結(jié)果見表1。

表1 不同用量防水劑對織物沾水性能影響

由表1 可以看出，隨著防水劑用量的增加，織物沾水性能逐漸增大，織物防水性能歸咎于氟碳樹脂中的F 可以延伸至織物表面，其本身具有的低表面能特性使織物具備優(yōu)異的防水性能[3]。然而，當氟碳樹脂用量為4%時，防水性能等級沒有增加，且烘干后織物手感略有變硬，綜上，防水劑用量2%為最佳。

2.2 水性聚氨酯增重量對織物防護性能影響

為了研究織物的防水透濕防護性能，采用靜水壓及透濕量兩個指標進行性能評估，同時考察整理后織物的舒適度。在防水劑用量為2%的條件下，改變涂層樹脂用量，考察織物的防水透濕、透氣性能，測試結(jié)果如表2 所示。

由表2 可以看出，聚氨酯涂層膜的形成使織物具備較好的防水透濕性能，隨涂層膜的厚度增加，織物靜水壓值上升；主要原因為與相對較厚的涂層膜相比，較薄的涂層膜易存在缺陷。然而，隨著聚氨酯克重增加，涂層膜厚度增加，水汽穿過涂層膜的通道變長，因此，透濕性能及透氣性能下降，手感變差[4]。綜合防水、透濕、透氣性能，聚氨酯增重30 g/m2為最佳。

2.3 交聯(lián)劑用量對織物防護性能影響

交聯(lián)劑是高分子聚合物交聯(lián)成膜的關(guān)鍵，在具備功能性的織物制備中起至關(guān)重要的作用。在防水劑用量為2%、聚氨酯樹脂增重量30 g/m2的條件下，考察交聯(lián)劑用量對織物靜水壓和水洗牢度的影響，結(jié)果見表3。

由表3 可以看出，不加交聯(lián)劑的織物整理后不具備功能性，主要原因為高分子聚合物不能形成有效網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)。隨著交聯(lián)劑用量的上升，整理后織物水壓值上升，當交聯(lián)劑用量2%時，水壓值可達31.3 kPa，五次水洗后水壓保留值最高，仍可達15 kPa。然而，當交聯(lián)劑用量4%時，水洗前后水壓值無明顯增加。另一方面由洗后外觀可以看出，交聯(lián)劑用量過少，聚氨酯成膜連續(xù)性差，水洗后織物膜脫膠嚴重，但用量過多會導(dǎo)致手感變差，綜上交聯(lián)劑用量2%最佳。

2.4 抗菌助劑用量對織物抗菌性能影響

在防水劑用量為2%，聚氨酯樹脂增重量30 g/m2、交聯(lián)劑用量2%條件下，考察抗菌劑添加前后織物性能影響，結(jié)果見表4。

為了使織物具備多重的功能性能，考察了抗菌劑添加前后，織物的防水透濕及抗菌性能，結(jié)果見表4。由表4 可知，添加抗菌劑后織物對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌率顯著提升，可達90%。值得注意的是織物的防水透濕性能并沒有顯著變化。

表2 不同聚氨酯增重織物防水透濕性能對比

表3 不同聚氨酯增重織物性能對比

表4 不同用量抗菌劑對織物抗菌性能影響

2.5 織物綜合性能評價

在防水劑用量為2%，聚氨酯樹脂增重量30 g/m2、交聯(lián)劑用量2%、抗菌劑用量10%條件下，對織物的綜合性能進行評價，結(jié)果見表5。

制備織物的綜合性能如表5 所示，經(jīng)過水性聚氨酯涂層液整理后，制備織物具備良好的防水透濕及抗菌性能，可達到戶外服飾及醫(yī)用材料的防護要求。

表5 織物綜合性能評價

3 結(jié) 論

實驗結(jié)果表明：防水劑選擇FK-522KB，用量為2%，水性聚氨酯選擇FS-760，增重量為30 g/m2,交聯(lián)劑選用DF-810，用量2%，抗菌劑選用SCJ-990，用量10%時，制備織物性能為靜水壓≥30 kPa，沾水≥4 級，透濕≥10000 g/（m2·24h），透氣率2～5 mm/s，抑菌率≥90%。該防護織物可廣泛用于功能服飾、戶外用品、醫(yī)療防護、皮革箱包、鞋材等多個領(lǐng)域。尤其適用于戶外運動鞋材面料，聚氨酯材料中含有一定量的親水集團，這些基團以氫鍵形式“捕獲”人體散發(fā)的水蒸氣分子，由于聚氨酯大分子鏈的熱運動，在分子鏈之間形成瞬間的空隙，加上膠膜內(nèi)外兩側(cè)水蒸氣壓差的推動，水蒸氣分子沿密集的分子鏈間空隙從蒸氣壓高的一面“傳遞”到另一面，即從接觸皮膚的一面?zhèn)鞯街車h(huán)境。因此，人們在運動時產(chǎn)生的汗液能及時排出，提升了穿著舒適性。另外其優(yōu)異的抗菌性能，大大提升了產(chǎn)品的服用性能。