第六章产业用纤维制品后加工技术涂层技术PPT课件.ppt

第六章产业用纤维制品后加工技术 纺织复合材料 烟台南山大学纺织技术111 2020 3 18 1 教学内容 理解涂层定义掌握涂层剂性能掌握涂层加工设备与工艺 2020 3 18 2 第六章产业用纤维制品后加工技术 2020 3 18 3 一 织物整理分类 机械处理热定型化学处理表面涂层层压技术复合技术 第一节整理技术 2020 3 18 4 二 机械处理 轧光 使织物表面光滑增加织物的光泽减小透气性增加织物的不透明性改善织物的手感使纱线变成扁平获得类似真丝样的光泽表面起花非织造布的固化 效果 第一节整理技术 2020 3 18 5 冷盘 增加手感 无光泽 温热 40 80oC 的盘 有一点光泽 热 150 250oC 盘 大大提高光泽 通过摩擦和上蜡 能进一步提高光泽 温度与光泽的关系 轧光辊筒 数量为二到七个 最普通的为三辊筒 轧光整理的种类 普通光泽 摩擦轧光 轧花 2020 3 18 6 消光 叠层轧光 起毛 第一节整理技术 2020 3 18 7 剪毛 2020 3 18 8 三 热定型和化学处理 热定型 化学处理 2020 3 18 9 第二节涂层整理 涂层整理是在织物表面单面或双面均匀地涂布一层或多层高分子化合物等涂层剂 使织物正反面能产生不同功能的一种表面整理技术 南山面料开发 2020 3 18 10 一 涂层整理特点 处理只是在表面 不同于一般传统的后整理浸轧 溶液不透入织物内部 因此 可节约化工原料 采用的工艺主要是轧光 涂布 烘燥和焙烘 一般可以不用水洗 节约大量能源和用水 有利于环保 基布要求低 在纤维上可以不受品种限制 涂层剂品种多 加入不同的添加剂后 可使织物具有各种不同的外表和功能性 2020 3 18 11 常用助剂 1 稳定剂 2 目前常用的稳定剂 铅盐 金属皂 硬脂酸钡和硬脂酸镉 有机锡等 1 主要作用 防止聚氯乙烯降解 第四章涂层技术 2020 3 18 12 2 增塑剂 1 主要作用 增加自由体积 调控聚氯乙烯的物理机械性能 2 常见的增塑剂 邻苯二甲酸酯 环氧大豆油和氯化石蜡 3 润滑剂 1 主要作用 降低熔融后的聚氯乙烯分子链间产生的摩擦热效应 减少熔融物对加工机械的金属表面的粘附性 2 常见的润滑剂 金属皂 石蜡 硬脂酸和脂肪酸酯 4 其它助剂 发泡剂 发泡促进剂 填充剂及着色剂 2020 3 18 13 二 涂层整理剂种类 按化学结构分类聚氨酯类涂层剂聚丙烯酸酯类涂层剂有机硅弹性体聚四氯乙烯树脂聚氯乙烯涂层剂按反应性能分类非交联型涂层剂交联型涂层剂自交联型涂层剂 2020 3 18 14 一 聚丙烯酸酯 PA 涂层剂 X1 H或CH3等 X2 COOCH3 COOC2H5 CONH2 CN和COOH等 结构和性能 1 柔软 耐干洗 耐磨 耐老化 良好的耐光热性 手感可调 2 不耐雨水冲洗和湿洗 第四章涂层技术 15 特点 涂层薄膜的弹性随共聚单体中烃基 R 碳原子数的增大和 R1 碳原子数的减小而增强 在共聚单体中引入各类单体可改善涂层剂的溶解性能 反应性 强度和耐洗性 可分为溶剂型 水溶型 乳液型 以乳液型应用最多 2020 3 18 16 二 聚氨酯 PU 涂层剂 结构 常用助剂 1 交联剂 作用 增加粘合力 2 防光氧化剂 3 防水解剂 4 其它助剂 第六章产业用纤维制品后加工技术 2020 3 18 17 聚氨酯特点 主链上有重复出现的氨基甲酸酯团 NH COO 按结构分有聚酯型聚氨酯 聚醚型聚氨酯 按溶解性有溶剂型和水分散性 2020 3 18 18 分类 性能 1 独特的柔韧性 耐磨性 低温性 润湿性 粘接性 光泽性以及高内聚力和固化速度 2 结构和性能可控 19 三 橡胶 Rubber 乳液涂层剂 天然橡胶 氯丁橡胶 丁苯橡胶 丁腈橡胶 20 四 有机硅弹性体 是聚硅氧烷类的高分子化合物 在主链上含有反应性基团 2020 3 18 21 五 聚四氯乙烯树脂 多用于胶合涂层整理 2020 3 18 22 六聚氯乙烯涂层剂 PVC 氯乙烯在引发剂作用下聚合而成 2020 3 18 23 一 涂层方式 直接涂层热熔涂层粘合涂层转移涂层 第三节涂层方式和设备 2020 3 18 24 1 直接涂层 直接涂层整理是将涂层剂通过物理和机械方法直接均匀地涂布于织物表面而后使其成膜的方法 按照成膜方法的不同 分为干法涂层和湿法涂层 2020 3 18 25 1 干法涂层 干法涂层将涂层剂溶于水或有机溶剂中 添加一定的助剂制成涂层浆 用涂布器直接均匀地涂布于织物上 然后加热烘干 焙烘使水分和溶剂蒸发 涂层剂在织物表面通过自身的凝聚力或树脂的交联作用 形成坚韧的薄膜 2020 3 18 26 干法涂层工艺流程 基布 浸轧防水剂 烘干 轧光 涂层 烘干 附加功能整理 烘干 焙烘 成品 2020 3 18 27 2 湿法涂层 湿法涂层将涂层剂均匀地涂布于织物上后 通过水凝固浴 在织物上形成多微孔性薄膜 2020 3 18 28 湿法涂层工艺流程 湿法涂层工艺流程 基布预处理 涂布溶剂型聚胺酯浆 水浴凝固 20 30 水洗 轧光 成品 2020 3 18 29 2 热熔涂层整理 热熔涂层是将热塑性树脂加热熔融后 涂布于基布 经冷却而粘着于基布表面的涂层工艺 2020 3 18 30 热熔涂层工艺流程 热熔涂层的工艺流程为 基布 涂布熔融树脂 冷却 轧光 成品 2020 3 18 31 3 粘合涂层整理 粘合涂层工艺是将树脂薄膜与涂有粘合剂的基布叠合 经压轧而使其粘合成一体 或将树脂薄膜与高温热熔辊接触 使树脂薄膜表面熔融而后与基布叠合 再通过压轧而粘合成一体 涂层薄膜较厚 粘合涂层通常用于装饰织物和铺地织物等的涂层整理 2020 3 18 32 粘合涂层工艺流程 粘合涂层的工艺流程为 基布 涂布粘合剂 烘干 薄膜粘合 焙烘 轧光 成品 2020 3 18 33 4 转移涂层整理 转移涂层是先以涂层浆涂布于经有机硅处理过的转移纸 而后与基布叠合 在很低张力下经烘干 轧平和冷却 然后使转移纸和涂层织物分离 转移涂层主要应用于对张力比较敏感的非织造布和轻薄织物及针织物等涂层加工 2020 3 18 34 工艺流程 工艺流程为 转移纸 涂布涂层浆 基布粘合 烘干 轧光 冷却 织物与转移纸分离 成品 2020 3 18 35 二 涂层设备 退卷装置涂层机构烘燥 热处理机叠压机构压平 轧纹机构冷却装置卷绕装置 2020 3 18 36 1 退卷装置 作用 使基质材料或涂层纸平整而稳定地进机 3 烘燥 热处理机 通过烘燥 胶凝和 或 焙烘 基质材料上的涂层介质才能获得符合涂层整理要求的稳定的物理机械性能 2020 3 18 37 4 叠压机构 将已经预涂的基质材料连续平整地粘结到另一待转移涂层或待叠层粘合的基质材料上 2020 3 18 38 5 压平 轧纹机构 通过轧压 轧纹 可获得较好的表面整理效果 2020 3 18 39 6 冷却装置 使涂层基质材料降温 2020 3 18 40 7 卷绕装置 将涂层产品卷绕成卷 以保持平整和便于运输 2020 3 18 41 涂层加工设备与工艺 涂层器具 刮刀涂头 1 悬浮刮刀 2 带衬刮刀 刮刀刀刃形状 悬浮刮刀 带衬刮刀 辊衬刮刀 3 辊衬刮刀 4 气流刮刀 气流刮刀 气流刮刀的不同安装方式 42 圆辊涂头 1 正转辊式 2 反转辊式 3 浸渍辊式 4 凹版辊式 正转辊 单辊反转式 三辊反转式 浸渍辊 凹版辊 43 其它涂头 1 棒状涂头 2 圆网涂头 绕丝棒 圆网辊 常用涂层工艺 直接涂层 优点 涂层厚度 涂覆量控制较容易 涂层织物表面光滑 手感好等 缺点 底布的缺陷容易反映在涂层织物表面 不适用于针织物和非织造布 1 通用直接涂层机 刮刀涂头 既适应于溶剂型涂层剂 也适应于乳液型涂层剂 平滑棒 刻槽棒 绕丝棒 44 2 泡沫直接涂层机 带衬刮刀或辊衬刮刀 适应于乳液型涂层剂 涂膜强力低 不耐摩擦 3 地毯直接涂层机 二道涂头选用棒状式 适于厚重的织物 转移涂层 1 钢带式载体涂层 专门用于聚氯乙烯的转移涂层 涂头采用反向辊法 只能生产光面的人造革 45 2 离型纸 又称转移纸 载体涂层 用于聚氯乙烯和聚氨酯涂层织物的涂层 涂头采用辊衬刮刀 凝固涂层 凝固浴成膜 第四章涂层技术 46 第四节层压技术 层压是把片状材料一层一层地叠合在一起 通过加压粘结而成为一个整体的加工技术 层压的定义 层压织物的种类 47 层压工艺 涂覆粘合剂 层压 固化 粘合剂法 热熔法 压延法 焰熔法 48 复合技术 复合材料的定义与分类 复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的材料 通过一定的工艺复合而成的 性能优于原单一组分材料的多相固体材料 它既保留原有材料的特性 又具有原有材料所不具备的特性 定义 分类 49 聚合物基复合材料织造技术 手糊法 袋压法 手糊法示意图 袋压系统示意图 1 真空袋压工艺 2 压力袋压工艺 3 热压罐工艺 第四章涂层技术 50 模压法 模压法示意图 缠绕法 缠绕法示意图 拉挤法示意图 RTM法示意图 拉挤法 树脂传递模塑法 RTM 51 聚合物基复合材料的特点和用途 聚合物基复合材料的特点 具有良好的强度 模量 耐疲劳 减震性 抗冲击 耐高温 耐腐蚀等性能重量轻 比强度大 比模量高功能多样结构 性能可设计工艺性好 工序少 聚合物基复合材料的应用 汽车 船舶 石油化工 建筑 医疗卫生 电气 文体用品 航空航天等 第四章涂层技术 52 四 常用涂层工艺 精细涂层湿法微孔涂层转移涂层 2020 3 18 53 一 精细涂层 精细涂层又称薄型涂层 是农用织物广泛应用的涂层工艺 通常以干法涂布工艺加工 将薄而均匀的涂布液用浮动刮刀或辊筒刮刀施加于织物的表面并烘干 通过溶剂蒸发和涂层剂间的化学反应在织物表面形成稳定的涂层薄膜 在涂层面和非涂层面间无渗涂现象 透气透湿性较差 目前主要用于滑雪衫 风雨衣及双面异色织物的防水涂层 2020 3 18 54 精细涂层工艺 涂层浆配方 聚丙烯酸酯涂层剂乳液75 增稠剂 聚丙烯酸型 5 交联剂 TMM或DMDHEU 1 消泡剂 需要时加入 0 3 氨水0 7 涂层工艺流程和条件半制品 防水预处理 减少涂层浆的芯吸渗透作用 防止干扰反面 涂层 涂布量10g m2左右 烘干 100 120 焙烘 150 160 轻度轧光 成品 2020 3 18 55 二 湿法微孔涂层 湿法微孔涂层是利用溶剂型聚氨酯直接涂布于织物表面 而后进行湿法凝固成膜的工艺 2020 3 18 56 1 成膜的原理 一是聚氨酯树脂大分子硬段间的强分子间引力可形成强延伸性的薄膜 二是二甲基甲酰胺 DMF 溶剂的强亲水性作用 具有较高的水溶性 当以DMF为溶剂的聚氨酯溶液施加于织物而进入水浴时 使聚氨酯涂层相内的DMF不断向水中扩散 而水向聚氨酯内部扩散 随着双扩散过程的进行 利用聚氨酯树脂大分子的强凝聚力逐渐形成了多微孔性涂层薄膜 2020 3 18 57 湿法成膜机理 2020 3 18 58 2 湿法微孔涂层工艺 涂层浆配方聚氨酯涂层剂100份 着色涂料15份 非离子型表面活性剂1份 阴离子型表面活性剂2份 DMF200份涂层工艺流程半制品 经染色和起毛等加工 刮涂或浸轧 凝固 水洗 烘干 2020 3 18 59 三 转移涂层 转移涂层工艺是生产人造革的重要工艺 又称干法人造革工艺 2020 3 18 60 转移涂层工艺 涂层浆配方面层粘结层聚氨酯涂层剂100份100份甲基甲酸胺20份15份甲乙酮或甲苯20份15份粘合剂1份 涂料8份 交联剂 5份交联促进剂 1份工艺流程转移纸 涂面层 烘干 冷却 涂皮层 烘干 冷却 涂布粘结层 起毛底布叠合 烘干 固化 冷却 剥离 转移纸上卷 成品上卷 2020 3 18 61 五涂层整理产品发展空间 风格型涂层功能性涂层 2020 3 18 62 一 风格型涂层 高弹挺括涂层产品无光皮膜涂层油蜡涂层绒毛感涂层 2020 3 18 63 1 高弹挺括涂层产品 利用仿氨纶高弹性涂层胶涂层 使织物产生仿氨纶般的高回弹性 高伸长率的风格特点 2020 3 18 64 2 无光皮膜涂层 达到仿真皮效果 2020 3 18 65 3 油蜡涂层 涂层视觉和触觉有油感或腊感 2020 3 18 66 4 绒毛感涂层 似磨毛之绒面 非磨毛工艺而成 触觉上带油滑性绒感 超柔软手感 2020 3 18 67 二 功能性涂层 防水透湿高耐水压抗紫外线增重 增厚涂层 2020 3 18 68 涂层加工设备与工艺 涂层器具 刮刀涂头 1 悬浮刮刀 2 带衬刮刀 刮刀刀刃形状 悬浮刮刀 带衬刮刀 辊衬刮刀 3 辊衬刮刀 4 气流刮刀 气流刮刀 气流刮刀的不同安装方式 69 圆辊涂头 1 正转辊式 2 反转辊式 3 浸渍辊式 4 凹版辊式 正转辊 单辊反转式 三辊反转式 浸渍辊 凹版辊 70 其它涂头 1 棒状涂头 2 圆网涂头 绕丝棒 圆网辊 常用涂层工艺 直接涂层 优点 涂层厚度 涂覆量控制较容易 涂层织物表面光滑 手感好等 缺点 底布的缺陷容易反映在涂层织物表面 不适用于针织物和非织造布 1 通用直接涂层机 刮刀涂头 既适应于溶剂型涂层剂 也适应于乳液型涂层剂 71 2 泡沫直接涂层机 带衬刮刀或辊衬刮刀 适应于乳液型涂层剂 涂膜强力低 不耐摩擦 3 地毯直接涂层机 二道涂头选用棒状式 适于厚重的织物 转移涂层 1 钢带式载体涂层 专门用于聚氯乙烯的转移涂层 涂头采用反向辊法 只能生产光面的人造革 72