摘 要：選取聚酰胺共聚物（PA）熱熔膠網(wǎng)膜作為黏合劑，通過改變熱壓工藝中熱壓時間、溫度、壓強(qiáng)和上膠量4個工藝參數(shù)，制備不同參數(shù)的膨體聚四氟乙烯（e-PTFE）膜層壓復(fù)合織物，并在單因素的基礎(chǔ)上通過Box-Behnken響應(yīng)面法分析不同e-PTFE膜層壓復(fù)合織物的防風(fēng)性、透濕性以及剝離強(qiáng)力，得出最優(yōu)熱壓工藝。結(jié)果表明：制備e-PTFE膜層壓復(fù)合織物的最優(yōu)熱壓工藝為熱壓時間15 s、熱壓溫度150 ℃、熱壓壓強(qiáng)0.5 MPa、上膠量10 g/m²。在該工藝條件下得到的e-PTFE膜層壓復(fù)合織物的剝離強(qiáng)力為2.63 N、透氣率為1.96 mm/s、透濕量為5670.60 g/（m²·24h）。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采用的Box-Behnken響應(yīng)面法得出的最優(yōu)熱壓工藝結(jié)果更加準(zhǔn)確，且制備的層壓復(fù)合織物與原織物相比防風(fēng)性和透濕性均有所改善，可為后續(xù)制備熱濕管理織物提供研究思路。

關(guān)鍵詞：Box-Behnken響應(yīng)面法；膨體聚四氟乙烯（e-PTFE）膜；層壓復(fù)合織物；熱壓工藝；剝離強(qiáng)力

中圖分類號：TS106.5

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1009-265X（2025）04-0033-10

收稿日期：20240709

網(wǎng)絡(luò)出版日期：20240924

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（52375459）

作者簡介：宋麗偉（2000—），女，河南安陽人，碩士研究生，主要從事功能性紡織品方面的研究

通信作者：田偉，E-mail：tianwei_zstu@126.com

服裝作為人體的“第二皮膚”，在維持人體熱濕平衡中起著至關(guān)重要的作用，而熱濕管理織物可有效調(diào)節(jié)人體皮膚微環(huán)境^［1］，以維持人體處在最舒適的溫度。水分管理織物作為熱濕管理織物中的一種，其包含的織物有吸濕快干織物、單向?qū)窨椢锖褪褂梅浪笣衲ぶ苽涞膶訅簭?fù)合織物等^［2］。而用于制備層壓復(fù)合織物的防水透濕膜便具有良好的性能，其中的e-PTFE防水透濕膜不僅具有防水透濕的功能，還具有一定的防風(fēng)保暖的效果^［3］。但因其自身不具有黏合性，通常需要使用綠色環(huán)保的熱熔膠作為黏合劑^［4］。熱熔膠的種類多樣，其中的PA熱熔膠網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)類似于無紡布，聚合物分布較為均勻，且具有良好的耐熱性、耐化學(xué)性和可操作性被廣泛使用^［5］，這種PA熱熔膠網(wǎng)膜可通過熱壓工藝將一層或多層織物與高聚物薄膜層壓復(fù)合在一起，因此熱壓工藝成為制備層壓復(fù)合織物的關(guān)鍵一環(huán)。

在研究最優(yōu)熱壓工藝時，通常從熱壓時間、溫度、壓強(qiáng)和上膠量4個方面進(jìn)行研究，通過單因素實(shí)驗(yàn)或正交實(shí)驗(yàn)得出最優(yōu)熱壓工藝。路林鳳等^［6］在制備防水透濕層壓復(fù)合織物時，從這4個方面研究熱壓工藝參數(shù)對層壓復(fù)合織物性能的影響，通過單因素實(shí)驗(yàn)得出最優(yōu)熱壓工藝，所制備的復(fù)合織物的剝離強(qiáng)力為1.87 N。周珊珊等^［7］通過正交實(shí)驗(yàn)得出制備防水透濕層壓織物最優(yōu)熱壓工藝，所制備的復(fù)合織物的透濕量為1840 g/（m²·24h），透氣率為239 mm/s。但由于各因素之間存在交互作用，且各因素之間的交互作用對層壓復(fù)合織物性能的影響通過單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)往往無法直觀了解，因此得出的數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確。而Box-Behnken響應(yīng)面法常用于生物制藥領(lǐng)域中的工藝探討^［8］，其通過圖形的方式將函數(shù)關(guān)系和各因素之間的交互作用直觀表現(xiàn)出來，所得結(jié)果更加準(zhǔn)確，彌補(bǔ)了單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)的不足。

本文選用PA熱熔膠網(wǎng)膜作為黏合劑，錦綸機(jī)織物作為外層織物，e-PTFE膜作為中間層功能膜，滌綸機(jī)織物作為里層織物，研究熱壓工藝參數(shù)對e-PTFE 膜層壓復(fù)合織物性能的影響。由于e-PTFE膜在熱濕管理織物中主要起到防風(fēng)和透濕的作用，因此在Box-Behnken響應(yīng)面法中僅研究熱壓工藝參數(shù)對e-PTFE膜層壓復(fù)合織物防風(fēng)性、透濕性和剝離強(qiáng)力的影響，得出最優(yōu)熱壓工藝，為后續(xù)制備熱濕管理織物提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 原料與儀器

原料：錦綸平紋機(jī)織物（95 g/m²，廣州藍(lán)駿紡織品有限公司）、滌綸平紋機(jī)織物（100 g/m²，布青云布藝）、e-PTFE膜（12 g/m²，杭州長諾氟新材料科技有限責(zé)任公司）、PA熱熔膠網(wǎng)膜（5、10、15、20、25 g/m²，星霞高分子制品有限公司）。

儀器：精密電子天平（AL204-IC，梅特勒-托利多有限公司）、半自動平板硫化儀（QLB-25T，江蘇省無錫市中凱橡膠機(jī)械有限公司）、差示掃描量熱儀（Q2000，美國沃特世公司）、透氣性測試儀（YG461E，溫州方圓儀器有限公司）、電腦式織物透濕儀（YG601-Ⅰ/Ⅱ，寧波紡織儀器廠）、電子織物強(qiáng)力機(jī)（G026T-Ⅱ，寧波紡織儀器廠）、掃描電子顯微鏡（JSM-5610LV，日本電子株式會社）。

1.2 e-PTFE膜層壓復(fù)合織物的制備

在e-PTFE膜層壓復(fù)合織物的制備中，首先將耐高溫的發(fā)泡硅膠板放入半自動平板硫化儀中，并將設(shè)備加熱至預(yù)設(shè)溫度（130～170 ℃）。待設(shè)備達(dá)到預(yù)設(shè)溫度后再將各層織物依次疊放，其層壓復(fù)合織的5層結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.3 織物的性能測試

參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5453—1997《紡織品 織物透氣性的測定》對e-PTFE膜層壓復(fù)合織物進(jìn)行透氣性能的測試；參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 12704.1—2009《紡織品 織物透濕性試驗(yàn)方法 第1部分：吸濕法》對e-PTFE 膜層壓復(fù)合織物進(jìn)行透濕性能的測試；參照標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 60011—2016《復(fù)合織物剝離強(qiáng)力試驗(yàn)方法》對e-PTFE膜層壓復(fù)合織物進(jìn)行剝離強(qiáng)力的測試。

2 單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果分析

2.1 各層織物的性能參數(shù)

織物進(jìn)行熱壓前首先需要測試各層織物的透濕量和透氣率，所用滌綸平紋機(jī)織物、錦綸平紋機(jī)織物和e-PTFE膜的透濕量分別為5450.17、5444.52、7000.00 g/（m²·24h），透氣率分別為377.72、19.83、3.81 mm/s。

2.2 單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

在采用響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)探究e-PTFE膜層壓復(fù)合織物的熱壓工藝之前先設(shè)計(jì)單因素實(shí)驗(yàn)，通過綜合分析e-PTFE膜層壓復(fù)合織物的透氣性、透濕性和剝離強(qiáng)力來確定響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)中各熱壓工藝參數(shù)的取值范圍。由于實(shí)驗(yàn)儀器的量程限制，所能達(dá)到的最小壓強(qiáng)為0.5 MPa，因此在確定熱壓壓強(qiáng)的取值范圍時所選擇的最小壓強(qiáng)為0.5 MPa。

綜合e-PTFE膜、PA熱熔膠網(wǎng)膜和各層織物熔融的特點(diǎn)確定熱壓工藝中各工藝參數(shù)的取值范圍：熱壓時間為10～30 s、熱壓溫度為130～170 ℃、熱壓壓強(qiáng)為0.5～2.5 MPa、上膠量為5～25 g/m²。

2.3 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

2.3.1 熱壓工藝參數(shù)對層壓復(fù)合織物防風(fēng)性能的影響

圖2為不同熱壓工藝參數(shù)下的層壓復(fù)合織物透氣率曲線。從圖2中觀察到，e-PTFE膜層壓復(fù)合織物的透氣率最大為2.91 mm/s，最小為0.01 mm/s。對于防風(fēng)類織物而言，當(dāng)透氣率不超過10 mm/s時，織物表現(xiàn)出優(yōu)異的防風(fēng)性能^［9］。由于所制備的層壓復(fù)合織物的透氣率均不超過10 mm/s，故e-PTFE膜層壓復(fù)合織物均具有較好的防風(fēng)性能。

2.3.2 熱壓時間對層壓復(fù)合織物透濕性和剝離強(qiáng)力的影響

改變熱壓工藝中的熱壓時間，在熱壓溫度為150 ℃、熱壓壓強(qiáng)為0.5 MPa、上膠量為10 g/m²的條件下對織物進(jìn)行熱壓處理。圖3為不同熱壓時間下的層壓復(fù)合織物透濕量及剝離強(qiáng)力曲線。從圖3中觀察到，層壓復(fù)合織物的透濕量和剝離強(qiáng)力隨熱壓時間的延長呈先上升后下降的趨勢，當(dāng)熱壓時間為15 s時，層壓復(fù)合織物的透濕量和剝離強(qiáng)力出現(xiàn)最高點(diǎn)，此時層壓復(fù)合織物的透濕性和剝離強(qiáng)力最佳。

通過分析不同熱壓時間下PA熱熔膠網(wǎng)膜在層壓復(fù)合織物中的狀態(tài)及造成層壓復(fù)合織物的透濕量和剝離強(qiáng)力上升和下降的原因，進(jìn)一步確定出熱壓時間的取值范圍。圖4為不同熱壓時間下的層壓復(fù)合織物截面電鏡圖。從圖4中觀察到，PA熱熔膠網(wǎng)膜未能完全熔融（見圖4（a）），這可能是因?yàn)槲矬w的傳熱需要一定的時間，熱熔膠的流動性較差，黏合效果較差^［10］。當(dāng)熱壓時間延長至15 s時，PA熱熔膠網(wǎng)膜和薄膜以及PA熱熔膠網(wǎng)膜和織物間黏合（見圖4（b）），因此表現(xiàn)出較好的透濕性及剝離強(qiáng)力。隨著時間的進(jìn)一步延長，熱熔膠的流動性變好，熱熔膠滲透到了紗線之間（見圖4（c）），堵塞了織物與薄膜之間的空隙，導(dǎo)致層壓復(fù)合織物的透濕量及剝離強(qiáng)力有所下降。因此熱壓時間的取值范圍確定為10～20 s。

2.3.3 熱壓溫度對層壓復(fù)合織物透濕性和剝離強(qiáng)力的影響

改變熱壓工藝中的熱壓溫度，在熱壓時間為15 s、熱壓壓強(qiáng)為0.5 MPa、上膠量為10 g/m²的條件下對織物進(jìn)行熱壓處理。圖5為不同熱壓溫度下的層壓復(fù)合織物透濕量及剝離強(qiáng)力曲線。從圖5中觀察到，層壓復(fù)合織物的透濕量和剝離強(qiáng)力隨熱壓溫度的

升高呈先上升后下降的趨勢，當(dāng)熱壓溫度達(dá)到150 ℃時，層壓復(fù)合織物的透濕量和剝離強(qiáng)力出現(xiàn)最高點(diǎn)，此時層壓復(fù)合織物的透濕性和剝離強(qiáng)力最佳。

通過分析不同熱壓溫度下PA熱熔膠網(wǎng)膜在層壓復(fù)合織物中的狀態(tài)及造成層壓復(fù)合織物的透濕量和剝離強(qiáng)力上升和下降的原因，進(jìn)一步確定出熱壓溫度的取值范圍。

圖6為不同熱壓溫度下的層壓復(fù)合織物截面電鏡圖。從圖6中觀察到，當(dāng)溫度為140 ℃時部分PA熱熔膠網(wǎng)膜未能完全熔融（見圖6（a））。當(dāng)溫度達(dá)到150 ℃時，熱熔膠的流動性變好（見圖6（b）），織物間的黏合性能得到改善，因此織物的透濕量和剝離強(qiáng)力變好。當(dāng)溫度升高至160 ℃時，熱熔膠流入紗線間隙（見圖6（c）），這使得織物與薄膜間的熱熔膠含量減少，從而使織物與薄膜間的空隙減小，因此層壓復(fù)合織物的透濕量和剝離強(qiáng)力有所下降。因此熱壓溫度的取值范圍確定為140～150 ℃。

2.3.4 熱壓壓強(qiáng)對e-PTFE膜層壓復(fù)合織物性能的影響

改變熱壓工藝中的熱壓壓強(qiáng)，在熱壓時間為15 s、熱壓溫度為150 ℃、上膠量為10 g/m²的條件下對織物進(jìn)行熱壓處理。圖7為不同熱壓壓強(qiáng)下的層壓復(fù)合織物透濕量及剝離強(qiáng)力曲線。從圖7中觀察到，層壓復(fù)合織物的透濕量和剝離強(qiáng)力逐漸減小。

圖8為不同熱壓壓強(qiáng)下的e-PTFE膜電鏡圖。從圖8中觀察到，隨著壓強(qiáng)的增大，e-PTFE膜出現(xiàn)不同程度的破壞，當(dāng)壓強(qiáng)處在低壓區(qū)（≤0.5 MPa）時，

e-PTFE膜的微孔結(jié)構(gòu)被破壞程度?。ㄒ妶D8（b）），當(dāng)壓強(qiáng)增大到高壓區(qū)（≥1.5 MPa）時，e-PTFE膜的微孔結(jié)構(gòu)被嚴(yán)重破壞（見圖8（c）），故熱壓壓強(qiáng)確定為0.5 MPa。

2.3.5 上膠量對e-PTFE膜層壓復(fù)合織物性能的影響

改變層壓復(fù)合織物的上膠量，在熱壓時間為15 s、熱壓溫度為150 ℃、熱壓壓強(qiáng)為0.5 MPa的條件下對織物進(jìn)行熱壓處理。圖9為不同上膠量下的層壓復(fù)合織物透濕性及剝離強(qiáng)力曲線。從圖9中觀察到，隨著上膠量的升高，層壓復(fù)合織物的透濕量呈下降的趨勢，當(dāng)上膠量為5 g/m²，層壓復(fù)合織物的透濕性最好。這可能是由于上膠量的增加，熱熔膠堵塞e-PTFE膜的微孔結(jié)構(gòu)，從而使氣體透過率下降?？椢锏膭冸x強(qiáng)力隨上膠量的升高呈增大的趨勢，這是由于隨著上膠量的增大，PA熱熔膠網(wǎng)膜中的膠體分布更加均勻、密集，即單位面積上的PA熱熔膠網(wǎng)膜中的膠體含量增加，因此增強(qiáng)了PA熱熔膠網(wǎng)膜對薄膜和織物的黏合性能，從而使各層織物間的黏合性能變好。當(dāng)上膠量到達(dá)10 g/m²，層壓復(fù)合織物的剝離強(qiáng)力隨上膠量的變化較小。因此上膠量的取值范圍確定為5～15 g/m²。

通過上述對單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析可知，熱壓工藝參數(shù)對e-PTFE膜層壓復(fù)合織物的透氣性、透濕性以及剝離強(qiáng)力影響較大，最終確定出熱壓時間、熱壓溫度以及上膠量3個因素取值范圍分別是10～20 s、140～160 ℃、5～15 g/m²，熱壓壓強(qiáng)為0.5 MPa。

3 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果分析

3.1 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

從上述的單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知e-PTFE膜層壓復(fù)合織物均有較好的防風(fēng)性能，故在響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)中僅分析熱壓時間、熱壓溫度以及上膠量3個因素對層壓復(fù)合織物透濕性及剝離強(qiáng)力的影響。

根據(jù)Box-Behnken Design（BBD）中心組合設(shè)計(jì)原理，進(jìn)行3因素3水平的響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)^［11］，其響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如表1所示。

3.2 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

利用Design Expert軟件對層壓復(fù)合織物的熱壓工藝進(jìn)行優(yōu)化，以熱壓時間（A）、熱壓溫度（B）、上膠量（C）為自變量，透濕量（Y₁）、剝離強(qiáng)力（Y₂）為響應(yīng)值。

隨后利用Box-Behnken響應(yīng)面法分析響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而得到方差分析表和響應(yīng)面圖。從方差分析表中的P值可知兩因素的交互作用是否顯著，F(xiàn)值反映單一因素對響應(yīng)值的影響程度。而響應(yīng)面圖可直觀地反映兩因素的交互作用是否對響應(yīng)值產(chǎn)生顯著影響^［12］。響應(yīng)面曲面顏色變化越明顯，曲面坡度越大、越陡峭，表明兩因素組合響應(yīng)值顯著性越大；響應(yīng)面曲面顏色變化不明顯，曲面坡度越小、越平緩，表明兩因素組合對響應(yīng)值顯著性越小^［13］。

3.2.1 透濕量響應(yīng)結(jié)果分析

表2為透濕量方差分析結(jié)果。從表2中觀察到，模型的Plt;0.001表示該模型極其顯著，模型的失擬項(xiàng)Pgt;0.05，表明該模型實(shí)驗(yàn)誤差小，擬合度和可信度均可靠，因此可使用該模型來分析和預(yù)測層壓復(fù)合織物的透濕量。AB、AC的交互項(xiàng)Plt;0.05，故熱壓時間與熱壓溫度、上膠量的交互作用顯著。另外，對比表2中F值得出，影響層壓復(fù)合織物透濕量的因素按從大到小的順序依次為上膠量、熱壓時間、熱壓溫度。得到以透濕量為目標(biāo)函數(shù)的二次回歸方程為：

Y₁=5632.37-328.12A-59.23B-824.59C+145.23AB-314.87AC-16.16BC-414.56A²-389.62B²-232.49C²

圖10為熱壓時間和熱壓溫度的交互作用對透濕量影響的響應(yīng)面圖。從圖10中觀察到，在上膠量為10 g/m²的條件下，熱壓時間和熱壓溫度對透濕量的影響，由于響應(yīng)面圖曲面顏色變化不明顯，即曲面坡度越小、越平緩，故熱壓時間和熱壓溫度的交互作用對透濕量的影響不顯著。

圖11為熱壓時間和上膠量的交互作用對透濕量影響的響應(yīng)面。從圖11中觀察到，在熱壓溫度為150 ℃的條件下，熱壓時間和上膠量對透濕量的影響，由于響應(yīng)面圖曲面顏色變化比較明顯，曲面坡度越大、越陡峭，故熱壓時間和上膠量的交互作用對透濕量的影響顯著。

圖12為熱壓溫度和上膠量的交互作用對透濕量影響的響應(yīng)面圖。從圖12中觀察到，在熱壓時間為15 s的條件下，熱壓溫度和上膠量對透濕量的影響，由于響應(yīng)面圖曲面顏色變化比較明顯，曲面坡度越大、越陡峭，故熱壓溫度和上膠量的交互作用對透濕量的影響顯著。

3.2.2 剝離強(qiáng)力響應(yīng)結(jié)果分析

表3剝離強(qiáng)力方差分析結(jié)構(gòu)。從表3中觀察

到，模型的Plt;0.001表示該模型極其顯著，模型的失擬項(xiàng)Pgt;0.05，說明該模型實(shí)驗(yàn)誤差小，擬合度和可信度均可靠，因此可使用該模型來分析和預(yù)測層壓復(fù)合織物的剝離強(qiáng)力。BC的交互項(xiàng)Plt;0.05，故熱壓溫度與上膠量的交互作用顯著。另外，對比表3中F值得出，影響層壓復(fù)合織物剝離強(qiáng)力的因素按從大到小的順序依次為上膠量、熱壓溫度、熱壓時間。得到以剝離強(qiáng)力為目標(biāo)函數(shù)的二次回歸方程為：

Y₂=2.74-0.0487A-0.0962B+0.6075C-0.0025AB+0.1700AC-0.0550BC-0.1328A²-0.1528B²-0.3952C²

圖13為熱壓時間和熱壓溫度的交互作用對剝離強(qiáng)力影響的響應(yīng)面圖。從圖13中觀察到，在上膠量為10 g/m²的條件下，熱壓時間和熱壓溫度對剝離強(qiáng)力的影響，由于響應(yīng)面圖曲面顏色變化不明顯，曲面坡度越小、越平緩，故熱壓時間和熱壓溫度的交互作用對剝離強(qiáng)力的影響不顯著。

圖14為熱壓時間和上膠量的交互作用對剝離強(qiáng)力影響的響應(yīng)面圖。從圖14觀察到，在熱壓溫度為150 ℃的條件下，熱壓時間和上膠量對物剝離強(qiáng)力的影響，由于響應(yīng)面圖曲面顏色變化比較明顯，曲面坡度越大、越陡峭，故熱壓時間和上膠量的交互作用對剝離強(qiáng)力的影響顯著。

圖15為熱壓溫度和上膠量的交互作用對剝離強(qiáng)力影響的響應(yīng)面圖。從圖15中觀察到，在熱壓時間為15 s的條件下，熱壓溫度和上膠量對剝離強(qiáng)力的影響，由于響應(yīng)面圖曲面顏色變化比較明顯，曲面坡度越大、越陡峭，故熱壓溫度和上膠量的交互作用對剝離強(qiáng)力的影響顯著。

3.3 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)工藝優(yōu)化

通過Design Expert軟件的Box-Behnken分析可知，制備e-PTFE膜層壓復(fù)合織物的最優(yōu)工藝為：熱壓時間14.78 s、熱壓溫度152.45 ℃、上膠量9.54 g/m²、熱壓壓強(qiáng)0.5 MPa。在該工藝條件下制備的e-PTFE膜層壓復(fù)合織物的透濕量為5649.18 g/（m²·24h）、剝離強(qiáng)力為2.80 N、透氣率為1.96 mm/s。之后結(jié)合實(shí)驗(yàn)條件和工況對各工藝參數(shù)進(jìn)行取整處理：熱壓時間15 s、熱壓溫度150 ℃、上膠量10 g/m²、熱壓壓強(qiáng)0.5 MPa。在該工藝條件下得到的e-PTFE膜層壓復(fù)合織物的透濕量為5670.60 g/（m²·24h）、剝離強(qiáng)力為2.63 N。與預(yù)測值相比e-PTFE膜層壓復(fù)合織物的透濕量和剝離強(qiáng)力的相對誤差分別為0.38%、-6.46%。誤差結(jié)果較小，表明該模型可對織物的熱壓工藝進(jìn)一步優(yōu)化。

通過響應(yīng)面法優(yōu)化熱壓工藝的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在最優(yōu)條件下所制備的e-PTFE膜層壓復(fù)合織物和原織物相比，其防風(fēng)性、透濕性均有所改善。此外，在之前提到的用單因素或正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化熱壓工藝后所制備的防水透濕層壓復(fù)合織物與用響應(yīng)面法優(yōu)化熱壓工藝后所得e-PTFE膜層壓復(fù)合織物相比，后者的透濕性、剝離強(qiáng)力以及防風(fēng)性也均有所提升。

4 結(jié)論

本文將各層織物按照滌綸平紋機(jī)織物、PA熱熔膠網(wǎng)膜、e-PTFE膜、PA熱熔膠網(wǎng)膜以及錦綸平紋機(jī)織物從下到上依次疊放，并將按照設(shè)計(jì)的單因素實(shí)驗(yàn)對織物進(jìn)行熱壓處理，在上述基礎(chǔ)上進(jìn)一步設(shè)計(jì)響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)，最終確定出最佳熱壓工藝，并得出以下結(jié)論：

a）e-PTFE膜層壓復(fù)合織物的透氣率均不超過10 mm/s，具有較好的防風(fēng)性能?？椢锏耐笣窳亢蛣冸x強(qiáng)力隨著熱壓時間和熱壓溫度的增大呈先增后減的趨勢；隨著上膠量的增大，織物透濕量逐漸下降，而剝離強(qiáng)力逐漸升高；隨著熱壓壓強(qiáng)的增大，織物透濕量逐漸下降，而剝離強(qiáng)力逐漸升高。

b）e-PTFE膜層壓復(fù)合織物透濕量的主次因素依次是上膠量、熱壓時間、熱壓溫度；影響e-PTFE膜層壓復(fù)合織物剝離強(qiáng)力的主次因素依次是上膠量、熱壓溫度、熱壓時間。

c）通過響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)的工藝優(yōu)化得出最優(yōu)熱壓工藝，熱壓時間為15 s、熱壓溫度為150 ℃、上膠量為10 g/m²、熱壓壓強(qiáng)為0.5 MPa；在該工藝條件制備的e-PTFE膜層壓復(fù)合織物的透濕量為5670.60 g/（m²·24h）、剝離強(qiáng)力為2.63 N、透氣率為1.96 mm/s。

參考文獻(xiàn)：

［1］陳帆. 具有Janus結(jié)構(gòu)的熱濕管理復(fù)合棉織物制備及其性能研究［D］. 杭州： 浙江理工大學(xué)， 2023： 1-3.

CHEN Fan. Investigation of Janus Composite Cotton Fabric with Thermal and Moisture Management Performance［D］. Hangzhou： Zhejiang Sci-Tech University， 2023： 1-3.

［2］CHINTA S K， GUJAR P D. Significance of moisture management for high performance textile fabrics［J］. International Journal of Innovative Research in Science Engineering amp; Technology， 2013， 2（3）： 810-814.

［3］YU X， WU W， XU G， et al. Thermostable， water-repellent， moisture-permeable Nomex nanofibrous membranes with a connected PTFE network for personal protective fabrics［J］. Colloid and Interface Science Communications， 2024， 60： 100782.

［4］徐佳寧， 錢博， 王岳鵬， 等. 聚氨酯熱熔膠的研究進(jìn)展［J］. 中國膠粘劑， 2023， 32（11）： 44-52.

XU Jianing， QIAN Bo， WANG Yuepeng， et al. Research progress of polyurethane hot melt adhesive［J］. China Adhesives， 2023， 32（11）： 44-52.

［5］POURALI M， PETERSON A M. A tale of two polyamides： Comparing the crystallization kinetics of a hot-melt adhesive and a PA 6/66 copolymer［J］. Thermochimica Acta， 2022， 710： 179176.

［6］路林鳳， 黃機(jī)質(zhì). 基于PTFE膜的防水透濕層壓復(fù)合織物制備與性能研究［J］. 化工新型材料， 2017， 45（9）： 204-206.

LU Linfeng， HUANG Jizhi. Preparation and property of

PTFE-based waterproof and breathable laminated composite fabric［J］. New Chemical Materials， 2017， 45（9）： 204-206.

［7］周珊珊， 楊群， 陳鵬， 等. 熱壓法制備防水透濕層壓復(fù)合織物［J］. 粘接， 2016， 37（7）： 67-70.

ZHOU Shanshan， YANG Qun， CHEN Peng， et al. Study of hot-pressing process to prepare waterproof and moisture permeable laminated fabric［J］. Adhesion， 2016， 37（7）： 67-70.

［8］郝曉卓， 姜國志， 李軍山. Box-Behnken響應(yīng)面法優(yōu)化荊芥穗揮發(fā)油β-環(huán)糊精包合物的高速剪切包合工藝［J］. 現(xiàn)代藥物與臨床， 2024， 39（6）： 1454-1459.

HAO Xiaozhuo， JIANG Guozhi， LI Junshan. Optimization of high-speed shear inclusion process on Schizonepetae Spica volatile oil-β-cyclodextrin inclusion complex by Box-Behnken response surface method［J］. Drugs amp; Clinic， 2024， 39（6）： 1454-1459.

［9］孫琪琪. 層壓復(fù)合羊毛織物服用性能及其環(huán)境適用性研究［D］. 上海： 東華大學(xué)， 2021： 23-24.

SUN Qiqi. Research on the Wearability and Environmental-Applicability of Laminated Wool Fabric［D］. Shanghai： Donghua University， 2021： 23-24.

［10］胡滿鈺， 金肖克， 田偉， 等. EVA熱熔膠膜層壓復(fù)合織物的熱壓工藝及其結(jié)構(gòu)［J］. 現(xiàn)代紡織技術(shù)， 2023， 31（4）： 173-182.

HU Manyu， JIN Xiaoke， TIAN Wei， et al. Hot-pressing process and structure of laminated composite fabrics with EVA hot-melt adhesive films［J］. Advanced Textile Technology， 2023， 31（4）： 173-182.

［11］GHEZAL I， MOUSSA A， BEN MARZOUG I， et al. Investigating waterproofness and breathability of a coated double-sided knitted fabric［J］. Coatings， 2022， 12（10）： 1572.

［12］YI Z， LIU Q， QIN J. Optimization of sintering strength based on response surface methodology［J］. Transactions of the Indian Institute of Metals， 2021， 74（12）： 3085-3092.

［13］潘申財(cái)，潘思宇，陳意.異亞丙基甘油月桂酸酯脫保護(hù)反應(yīng)條件的響應(yīng)面優(yōu)化［J］.皮革科學(xué)與工程，2023，33（3）：44-49.

PAN S C， PAN S Y， CHEN Y. Optimization of the deprotection reaction conditions of isopropylidene glyceryl laurate by using the response surface methodology［J］. Leather Sci Eng， 2023， 33（3）： 44-49.

Optimization of hot pressing process for e-PTFE film laminated composite fabrics using

response surface methodology

SONG Liwei， JIN Xiaoke， MIAO Yongda， LIU Xinyu， ZHU Chengyan， TIAN Wei

（College of Textile Science and Engineering （International Institute of Silk）， Zhejiang Sci-Tech

University， Hangzhou 310018， China）

Abstract： Nowadays， people mostly rely on air conditioners to maintain their thermal and moisture balance indoors. This method not only consumes a lot of energy， but also cannot meet the thermal and moisture comfort of the human body in outdoor environments. As a new type of functional textile， thermal and moisture management fabrics can effectively solve this problem. Currently， fabrics for thermal and moisture management are mainly used in hot environments， while there is little research on fabrics for use in cold environments， especially in winter outdoor sports. Thermal and moisture management fabrics should have two properties： on the one hand， they should be able to timely evacuate sweat generated by the human body， and on the other hand， they should have windproof performance. Therefore， laminated composite fabrics made with e-PTFE films that possess windproof， waterproof， and moisture-permeable properties have become a popular choice.

To address the issue of fabricating fabrics with thermal and moisture management capabilities for winter outdoor sports， this paper mainly studies the hot pressing process of e-PTFE film laminated composite fabrics. A green and environmentally friendly PA hot melt adhesive film， which exhibits relatively uniform colloidal properties， is selected as the adhesive， and e-PTFE film serves as the intermediate functional film. Firstly， a single factor experiment was conducted to investigate the effects of hot pressing time， temperature， pressure， and adhesive amount on the properties of e-PTFE film laminated composite fabrics in the hot pressing process. The air permeability of the prepared e-PTFE film laminated composite fabrics was≤10 mm/s， indicating windproof performance. Moreover， with the increase of hot pressing time and temperature， the air permeability and peeling strength of the laminated composite fabrics showed a trend of first increasing and then decreasing; as the hot pressing pressure increased， the moisture permeability and peel strength of the fabric gradually decreased; as the amount of adhesive applied increased， the moisture permeability of the fabric gradually decreased， while the peeling strength increased instead. By analyzing the properties of e-PTFE film laminated composite fabrics， the ranges of hot pressing time， temperature， and adhesive amount were determined to be 10-20 s， 140-160 ℃， 5-15 g/m²， and the hot pressing pressure was determined to be 0.5 MPa. Afterwards， a three-factor three-level response surface experiment was designed using the Box-Behnken response surface methodology to obtain analysis of variance tables and response surface graphs. From the response surface graphs， it can be seen that the interaction between hot pressing time， temperature， and adhesive amount had a significant impact on moisture permeability and peel strength. Thus， the optimal hot pressing process for e-PTFE film laminated composite fabric was obtained， with a hot pressing time of 15 seconds， a hot pressing temperature of 150 ℃， an adhesive amount of 10 g/m²， and a hot pressing pressure of 0.5 MPa; the air permeability of the e-PTFE film laminated composite fabric obtained under this process condition was 1.96 mm/s， the moisture permeability was 5670.60 g/（m²·24 h）， and the peeling strength was 2.63 N.

This paper studies the relationship between the hot pressing process parameters and the wind resistance， moisture permeability， and peeling strength of e-PTFE film laminated composite fabrics through response surface methodology， and obtains the optimal hot pressing process. At the same time， it lays the foundation for the subsequent use of hot pressing methods to prepare thermal and moisture management fabrics suitable for winter. These research results also provide reference for the preparation of laminated composite fabrics using e-PTFE films in the future.

Keywords： Box-Behnken response surface methodology; e-PTFE microporous membrane; laminated composite fabric; hot pressing process; peeling strength