产业用纺织品的涂层和复合技术

安茂华

（中国产业用纺织品行业协会，北京 100027）

产业用纺织品被广泛应用于医疗卫生、环境保护、航空航天等领域，技术含量高、应用范围广、市场潜力大，是战略性新材料的重要组成部分，也是全球纺织领域竞相发展的重点[1]。随着我国产业用纺织品行业科技水平的不断提高，加工技术和装备也取得了重大突破，原料多样化、非织造复合加工技术、高端编织成型技术、后整理技术的应用与推广取得了显著成效。

1 产业用纺织品的涂层技术

1.1 紫外线技术

应用紫外线技术可以有效控制涂层厚度，在紫外线照射下，使涂层在基层材料中充分渗透[2]。对于转移印花技术，德国ITCF研究所与依斯特梅茨公司一起研究出一款紫外线扫描仪，扫描宽度达到了1.6 m，能确保材料被紫外线全面照射。ISTMETZ公司主要生产紫外线固化设备，已经在多个工业生产环节得到了应用。在该公司研发的紫外线扫描仪工作中，固化面积在150 m2/h左右。简单来讲，当基层材料的宽度为1.6 m时，加工长度甚至能达到100.0 m，相比于现阶段纺织领域应用的喷墨式印刷机，在速度方面更具优势。

1.2 红外线固化技术

红外线固化技术是一种烘干技术，在纺织领域应用较多，能将各种面料的涂层烘干，不仅操作非常简单，还能达到快速、安全等要求。红外线固化技术能单独应用或者作为附加设备与热风炉共同使用。对热熔涂层而言，主要利用热能，在基层材料中让涂层分布得更加均匀，常用的设备有雕刻辊和滚辊等，且滚辊设备一般由荷兰施托克印刷机械公司生产。从技术层面看，主要在纺织品基层材料中“印”胶，且每平方米节省了1.5 g的用胶量，可在所有基层材料中进行渗透[3]。选择厚模板凸板印制的方式，能获得多种新式图案。利用滚辊对材料进行处理后有两种选择，分别是第一时间采取亚层处理措施、通过80 cm后完成处理。根据上述两种情况，经常用红外线将胶质激活，如热塑性塑料、反应性聚亚安酯等。施托克公司借助上述工艺技术，缩短了操作时间，在较小面积中能实现大量喷射胶点，且最终生产的压层较为柔软，在光透明度上具有很强的优势。

德国蓝克姆公司也在该技术研发中增加了投入，生产了具有多种用途的热熔层压与涂层设备。这些设备拥有多个滚筒，支持联合雕刻，可以对热塑性材料、反应式热熔材料等进行加工，并生产透气性压涂层以及涵盖所有区域的积涂层产品。蓝克姆公司的设备与施托克公司不一样，选择了雕刻辊。

1.3 金属涂层

德国萨克森纺织技术研究所发挥了真空涂层技术的作用，为纺织品提供了金属化涂层，是一种物理蒸汽沉积技术。该技术的优势是在各种操作中，将温度长时间保持在较低范围内。同时应用了电弧技术，能进行导电材料与磁电管喷涂，基本上能处理全部的金属材料与合金材料，且很多加工技术最早应用于金属工业。在纺织品加工中引入这些加工技术，能取代纺织品金属化处理，生产的纺织品将提供多种新功能。

德国ITV研究所制造了有较多功能的控制设备，借助离子物理处理手段，在大气压环境下完成材料表面特性的干燥修复。在这一环节中，采用不同类型的气体并设置不同的参数，在设备的支持下，能激活表面材料并在纤维表面生成一层涂层。在应用该技术的过程中，主要能完成吸水、拒水以及拒油等处理。

1.4 热喷涂

热喷涂技术常被用于表面涂层处理。对需要喷涂的物质进行热熔处理，在基层材料上喷涂，也可以进入基层材料内部，并形成一层沉积物，这项技术由德国ITV研究所研发[4]。在热喷涂处理过程中，能在柔软的产业用纺织材料表面形成一层陶瓷或金属材质涂层。若是材料的熔液相位能保持较强的稳定性，则考虑采用热喷涂的方法。这种技术的应用范围较广，在常规大气压条件下就能完成操作。基层材料可以发挥冷却的功能，可有效降低喷涂材料的热压力。基层材料一般不会熔化，虽然其熔点很低，但是仅有分层表面几微米厚度可能熔化。德国ITV研究所研究表明，产品成型后，涂层和纺织品基层的黏合度都得到了提升，且不必使用其他黏合材料。如此一来，涂层的特性能保持不变，透气性也能增强，材料性能将始终保持在最好的状态。

陶瓷与金属涂层也在多个领域得到了应用，如用于防火阻燃处理的面料、防护服，防刺、防弹、半透性隔膜以及生物医学领域等，尤其是对金属涂层也表现出导电性，能避免电磁波辐射的影响。

2 产业用纺织品的复合技术

2.1 热熔复合

热熔复合的原理是利用某种黏合剂、专用设备以及工艺技术，对至少两种材料进行粘合形成新的材料[5]。所用黏合剂以属性高分子聚合物为主，由于不含溶剂与水，是一种固体黏合剂，物理形态通常包括粉末状、颗粒状、纤网以及薄膜状等。适用于颗粒状黏合剂的热熔转移涂层复合设备能对颗粒状进行加热熔融，在雕刻机处理后，向基材转移熔融黏合剂，并与其他材料进行复合，也适用于热熔性压敏胶。在对黏合剂进行加热熔融的过程中，一般选择电加热的方式，加热结构形式存在差异，在热敏性材料复合加工中应用较多。

热熔的优势在于环保，这是由于黏合剂内并没有溶剂，不会对环境造成污染，人员操作时也不会受到损伤。黏合剂便于运输与储存，开包就能使用，不用配料，节省了准备的时间[6]。在复合的过程中，加热加压同步展开，缩短了冷却后固化时间，保证了效率，但不适用于耐热、温度低和易变形的稀疏材料。

2.2 干法复合

相对于湿法复合，干法复合是胶黏剂涂在基材上后，通过烘箱加热将其中的溶剂去除干净，最终留下具有较强黏合功能的固体胶黏剂，且在压力及温度的影响下同另一种材料复合起来，冷却后生成新的复合材料。这种方法是在无溶剂（干的）状态下完成复合，因此被称为干法复合。

干法复合使用的胶黏剂常见的有单组分的压敏胶、双组分的聚氨酯胶黏剂。因为胶黏剂中存在溶剂，所以设备需要采用溶剂回收和废气排放装置，否则会引发爆炸或火灾等。溶剂回收提高了设备投资量，排放也会对环境造成影响，工作环境较差，不利于工作人员的健康，所以需积极优化机械结构的设计。

在包装材料中，干法复合比较常见，特别是薄膜的复合材料，可制作高中档复合包装材料[7]。聚氨酯胶对很多材料的黏接力较强，特别是通过有效交联固化后拥有较强的内聚力，胶膜十分强韧与柔软，且具有较强的耐洗性，是最佳的复合胶黏剂，被广泛应用于产业用纺织品的复合。

2.3 湿法复合

湿法复合是把胶黏剂涂到基材上后同另一种材料进行贴合，并通过压辊压紧和加热烘干使两者有效粘合在一起，生成复合材料。湿法复合采用水基胶黏剂，主要分为水溶性、乳液型两种，因此，复合材料中至少有一种材料的透气性较佳，如织物、纸等。否则，因透气性较差，复合时会出现起泡、粘接强力较差等问题，导致产品质量越来越差。这一方法只能生产低档复合产品，如鞋帮面复合布等。

2.4 转移涂层

转移涂层也被叫作间接涂层，先把胶黏剂涂抹在离型纸上，通过加热与烘干生成胶膜，然后同另一种基材贴合加热，冷却后将离型纸与胶膜剥离，使胶膜与基材完全贴合，生成涂层材料。选择的胶黏剂大多是溶剂型，但也存在不含溶剂和水的固态黏合剂。这一工艺被广泛应用于人造革制作，也可用于服装制鞋行业，尤其是用于制作稀疏、薄而软、尺寸稳定性差的材料，如产业用纺织品、编织物等[8]。

3 结语

在现代社会中，各种技术迅速发展，涂层和复合技术在产业用纺织品领域的应用范围日益扩大。涂层和复合技术不是单纯地叠加材料性能，而是提高与优化材料性能，是材料性能的升华。这两种技术是开发纺织服装新产品、拓展纺织品运用领域的关键。产业用纺织品行业应积极借鉴其他学科研究新成果，加强创新，提高纺织品科技含量，实现精细深加工，提升档次及附加值，真正实现可持续发展。