CN104479337B - 一种防水透气透湿微多孔薄膜的制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防水透气透湿微多孔薄膜的制备工艺，主要包括以下步骤：步骤1选择载体，选择透气率为3～20cm³/cm²/s的离型布作为载体，并进行防水处理；步骤2载体透气率控制，将载体进行压光处理，将透气率控制在3～10cm³/cm²/s内；步骤3涂覆液配比，按照重量分数计由100份溶剂型聚氨酯树脂、50～70份DMF、20～50份纳米碳酸钙、1.2～1.5份表面活性剂、0.5～2份泼水剂和0.5～1.5份助剥剂混合制成；步骤4薄膜成型加工，将涂覆液均匀涂布在载体上，待涂覆液凝固，然后水洗、烘干定型，待冷却后剥离，得到薄膜。本发明工艺简单、生产成本低，有效保证了聚氨酯膜的透气、透湿和防水性能。

Description

一种防水透气透湿微多孔薄膜的制备工艺

技术领域

本发明涉及纺织品领域，具体涉及一种防水透气透湿微多孔薄膜的制备工艺。

背景技术

涂层复合面料可同时兼备拒水、透湿、防风、保暖功能，通常被运用于户外运动的冲锋衣裤，登山滑雪服，防寒服等方面，近年来逐渐被应用在城市户外，城市休闲服装中，但往往会给人带来闷热感。

在不丧失上述功能的前提下，为了改善这一问题即需要增加此类面料的湿热蒸汽交换能力。目前市场上能达到这样要求的面料，是由高分子防水透气PTFE微孔膜与基布复合而成的。但是PTFE膜加工成的产品加工工艺复杂，成本较高，耐洗牢度较差，且PTFE膜不可降解,属氟材料，无法回收，对环境有污染。

对此有人提出采用聚氨酯树脂涂层来代替，如CN101929081A中公开了一种通过干法涂层得到的高耐水压高透湿性涂层面料，通过在经过防泼水处理的基布上进行轧光处理，然后再涂布微孔层，最后再在微孔层上形成防护层。通过此方法得到面料根据ISO8811-1981标准，初期静水压≥7000mmH2O；根据GB/T12704-1991方法A，初期透湿量≥5000g/m2.d,该发明虽然改善了耐水压、透湿性及洗涤耐久性，但由于耐水压特别高，透气率问题依然存在，而且这样的加工工艺还是比较复杂。

又如CN102173154A中公开了一种防风透气涂层面料，先涂布面层聚氨酯树脂工作浆形成微孔结构，再涂布接着层工作浆，烘干后通过转移载体制得半成品，最后在微孔膜的一侧再与另外一种布料复合形成最终产品。该发明虽然改善了防风、透气率，但透湿性、耐水压还存在问题。

又如CN103866579A中公开了一种湿法涂层面料，在布料上涂二层湿法微多孔涂层，虽然解决了干法涂层的手感较硬，容易有响声的缺陷，但实际上由于二次涂层，透气率无法得到改善，因为第一刀涂粘合层需要提升尼龙布料与聚氨酯面料的接着力，提高耐水压及透湿性能，但真正提高穿着舒适度及透气率工艺条件非常复杂，再通过二次湿法涂层获得透气面料，对不同布料加工的选择有很大的局限性。

为了追求上述功能，大家不懈努力的运用干法涂层、湿法涂层进行复杂工艺的改善，虽然提高了耐水压、透湿度以及手感的柔软度，但真正与PTFE功能相近的透气率能无法得到有效提高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种防水透气透湿微多孔薄膜的制备工艺，本发明工艺简单、生产成本低，有效保证了聚氨酯膜的透气、透湿和防水性能。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种防水透气透湿微多孔薄膜的制备工艺，主要包括以下步骤：

步骤1)选择载体，选择透气率为3～20cm³/cm²/s的离型布作为载体，并将载体进行防水处理；

步骤2)载体透气率控制，将防水处理后的载体进行压光处理，将透气率控制在3～10cm³/cm²/s内；

步骤3)涂覆液配比，按照重量分数计，该薄膜配方由100份溶剂型聚氨酯树脂、50～70份DMF、20～50份纳米碳酸钙、1.2～1.5份表面活性剂、0.5～2份泼水剂和0.5～1.5份助剥剂混合搅拌制成；

步骤4)薄膜成型加工，将涂覆液均匀涂布在压光处理后的载体上，待涂覆液凝固，然后水洗，接着烘干定型，待冷却后将载体与凝固的涂覆液剥离，打卷得到薄膜。

进一步的，所述涂覆液还包括按照重量分数计为12份的色浆。

进一步的，所述打卷得到的薄膜厚度范围为10～35um，并且在厚度方向的任意点横截面上每1cm²至少存在100万个微孔，所述微孔直径范围为1～40μm。

进一步的，所述步骤4中载体与凝固的涂覆液的剥离强度范围为0.3～0.8N。

进一步的，所述纳米碳酸钙的颗粒直径范围为0.01～0.1μm。

进一步的，所述步骤1中防水处理用的材料为C₆防水树脂，所述C₆防水树脂用量为40±2g/m²。

进一步的，所述载体为平面离型纸或低旦尼龙平织布。

本发明的有益效果是:

本发明工艺简单、生产成本低实际有效提升了薄膜的透气性能，而且该薄膜可通过点状复合任何纺织品面料以及可运用到工业过滤材料，用途广泛。本发明所制造的薄膜通过载体一次涂布完成，具有微多孔构造，上下部微多孔直径>2um，根据不同配比的工艺配方，膜的耐水压、透气、透湿度根据要求可灵活控制；根据JIS L 1092B法，该薄膜的耐水压为300～10000H₂O；根据JIS L1096标准，其膜的透气性为0.03～2cm3/cm2/s；根据JIS L1099A法，其透湿度在5000～15000g/m².24h。

本薄膜的用途广泛，且制品环保可降解，完全符合经济发展，及与人们对功能纺织品穿着舒适度的要求，可广泛应用于城市休闲夹克，冲锋衣，运动休闲服装。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例详细给出。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

一种防水透气透湿微多孔薄膜的制备工艺，主要包括以下步骤：

步骤1)选择载体，选择透气率为3～20cm3/cm2/s的20D尼龙平织布作为载体，并将载体进行防水处理，采用压、浸、轧的方式；

基布的选择是非常重要的。面料过于密实原本的透气率就非常小，再进行制膜的话是没有办法维持原有的可透气率；相反过于稀松的基布即使通过压光调整组织间的空隙也会导致涂层时胶液的渗透。所以选择的范围设定在3～20cm3/cm2/s，在这个范围是涂层液渗透的可控位置，否则要不不透气，要不涂层胶在涂层时渗透到基布的纱线内部。在进行压光处理前我们会将基布进行防水树脂处理，赋予基布防水性能。防水加工采用C₆防水树脂，防水树脂用量为40±2g/m，处理后再进行150～170度×30～40秒的高温定型，确保防水性能。根据JIS L1902测试，经过防水树脂处理的基布根据JIS L1902测试，标准洗涤20回后防水性可达到80点以上。

步骤2)载体透气率控制，将防水处理后的载体进行压光处理，将透气率控制在3～10cm³/cm²/s内；

步骤3)涂覆液配比，按照重量分数计，该薄膜配方由

100克溶剂型聚氨酯树脂；

50克DMF(即N,N-二甲基甲酰胺)；

20克纳米碳酸钙；

1.2克表面活性剂；

12克的色浆；

1克泼水剂；

0.5克助剥剂；

混合搅拌制成，色浆能起到良好的染色作用，给薄膜增加美观度，纳米碳酸钙是本发明的关键技术点之一，其直径控制在0.01～0.1um,根据不同配方的添加量，可获得0.03～2μm的微孔膜。

步骤4)薄膜成型加工，将涂覆液均匀涂布在压光处理后的载体上，待涂覆液凝固，然后水洗，接着烘干定型，待冷却后将载体与凝固的涂覆液剥离，打卷得到薄膜，薄膜厚度在10～35um之间。

薄膜与载体的剥离也较重要，所在凝固后的剥离强度控制在0.3～0.8N之间，不会对薄膜造成损坏。

本实施例的工作原理如下：

聚氨酯PU膜具有微孔构造，赋予产品柔软的手感和优良的透气透湿功能，是目前国内最接近PTFE膜物性的材料，本发明产品的透气透湿性和耐水压主要由微孔的大小直径分布决定，膜与载体的接着面微孔较小且排列较密，而上部存在有相对较大的微孔，这些微孔有很大一部分是贯通的，连贯性较好，上述湿法载体涂布得到微孔米膜通过1500高倍率的电子显微镜拍摄，任意5个点在30um×50um范围内可以数出20个以上的微孔，由此得出厚度方向平行的任意点横截面上，每1cm²存在125万个以上的微孔，微孔的直径为2～40um。

通常大家认识的透气透湿面料是指的水气的透过能力，通常的透气透湿性的测试是有一个吸湿体对水气的吸收程度的测试。本发明所讲的可透气性指的是在一定压力下空气的直接透过能力，其测试的方法是空气的透过能力。本发明即拥有通常所讲的透气透湿性能，还因微弱的空气可以通过，而提高了人体热气与衣服外部的热交换能力。由于空气的透过量比较少所以仍然具有防风的能力。

根据GB/T13022-1991标准测试，通过本实施例制得的微孔膜拉伸强度在25～35mpa,断裂拉伸率在450～550％。薄膜的强度没有由于制膜工艺配方的改变而降低，可适用于弹性布料的复合，这样缝制成成品后，不会由于膜的强度低而造成面料拉伸时膜延针缝断裂。所以薄膜可与任何纺织品进行复合，无论梭织，针织物布料，但为保证所得面料成品的透气性，必须用点状无溶剂热熔胶复合才能确保透气性。本发明制得的薄膜还可与无纺布等复合，作为过滤材料使用，也可对膜面进行印花加工，做二层半复合面料

实施例二

本实施与实施例一的区别在于如下组成工艺配方：

100克溶剂型聚氨酯树脂；

55克DMF(即N,N-二甲基甲酰胺)；

25克纳米碳酸钙；

1.3克表面活性剂；

12克的色浆；

1.5克泼水剂；

0.5克助剥剂；混合组成。

用做好防水的载体，通过防水压光后载体的透气率控制在3～10cm³/cm²/s。然后根据涂布工艺取得该薄膜的耐水压在5000H₂O,透湿度在12000g/m².24h,透气度率0.8～1.2cfm。

实施例三

本实施例与实施例一的区别在于如下组成工艺配方：

100克溶剂型聚氨酯树脂；

65克DMF(即N,N-二甲基甲酰胺)；

35克纳米碳酸钙；

1.5克表面活性剂；

12克的色浆；

0.5克泼水剂；

1克助剥剂；混合组成。

加工工艺条件与实施例一基本一致，制得的薄膜，耐水压在5000H₂O，透湿度在14500g/m².24h，透气率在2～2.5cfm。

实施案例四

本实施例与实施例一的区别在于如下组成工艺配方：

100克溶剂型聚氨酯树脂；

55克DMF(即N,N-二甲基甲酰胺)；

30克纳米碳酸钙；

1.5克表面活性剂；

12克的色浆；

2克泼水剂；

0.5克助剥剂；混合组成。

根据与实施例一相同的工艺条件制薄膜，耐水压在10000H₂O，透湿度在8000g/m².24h,透气率在0.2cfm。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种防水透气透湿微多孔薄膜的制备工艺，其特征在于：主要包括以下步骤：

步骤1)选择载体，选择透气率为3～20cm³/cm²/s的离型布作为载体，并将载体进行防水处理；

步骤2)载体透气率控制，将防水处理后的载体进行压光处理，将透气率控制在3～10cm³/cm²/s内；

步骤3)涂覆液配比，按照重量克数计，该薄膜配方由100克溶剂型聚氨酯树脂、65克DMF、35克纳米碳酸钙、1.5克表面活性剂、12克色浆、0.5克泼水剂和1克助剥剂混合搅拌制成；

步骤4)薄膜成型加工，将涂覆液均匀涂布在压光处理后的载体上，待涂覆液凝固，然后水洗，接着烘干定型，待冷却后将载体与凝固的涂覆液剥离，打卷得到薄膜，其中载体与凝固的涂覆液的剥离强度范围为0.3～0.8N。

2.根据权利要求1所述的一种防水透气透湿微多孔薄膜的制备工艺，其特征在于：所述打卷得到的薄膜厚度范围为10～35μm，并且在厚度方向的任意点横截面上每1cm²至少存在100万个微孔，所述微孔直径范围为1～40μm。

3.根据权利要求1所述的一种防水透气透湿微多孔薄膜的制备工艺，其特征在于：所述纳米碳酸钙的颗粒直径范围为0.01～0.1μm。

4.根据权利要求1所述的一种防水透气透湿微多孔薄膜的制备工艺，其特征在于：所述步骤1)中防水处理用的材料为C₆防水树脂，所述C₆防水树脂用量为40±2g/m²。

5.根据权利要求1所述的一种防水透气透湿微多孔薄膜的制备工艺，其特征在于：所述载体为平面离型纸或低旦尼龙平织布。