荧光防水透湿特种防护面料的开发

王可+马倩+王曙东+张永革+陆灯红

摘要：在聚氨酯胶料中掺杂稀土铝酸锶制备荧光防水透湿薄膜，采用离型纸转移层压工艺，和细旦尼丝纺基布贴合，开发荧光防水透湿特种防护面料。对基布和胶料的选择、制备和贴合工艺进行了详细介绍，并对所开发的产品进行了荧光、防水、透湿和物理性能的检测，结果表明开发的面料能满足防护服用要求。

关键词：荧光；防水透湿；稀土铝酸锶；聚氨酯；贴合

中图分类号：TS195.9 文献标志码：B

Development of Laminated Protective Fabric with Fluorescent Water-proof and Moisture-permeable Properties

Abstract： In this paper， a new kind of protective fabric with fluorescent water-proof and moisture-permeable properties is developed by laminating the fluorescent water-proof and moisture-permeable PU film prepared by mixing rare-earth strontium aluminate into polyurethane adhesive with the fine nylon substrate by way of transfer coating with release paper. The selection of the substrate and adhesive， the preparation of the film and the laminating process are introduced in details； the fluorescent performance and the water-proof and moisture-permeable properties are tested. The test results show that the laminated fabric can meet the requirements for making protective clothes.

Key words： fluorescence； water-proof and moisture-permeable； SrAl2O4： Eu2+， Dy3+； PU； adhesion

目前消防、交警、船舶工勤人员等特种作业人员的工作环境往往为夜晚等寒冷、雨雪或大风等恶劣天气，其防护服必须具有荧光、防水透湿等多种功能。基于此，以稀土铝酸锶和PU为原料，本文开发了一款荧光防水透湿特种防护面料。

1 生产工艺

将掺杂稀土铝酸锶粉末的PU面层胶料涂覆于离型纸上烘干形成面层，将掺杂稀土铝酸锶粉末的PU底层胶料涂覆于面层，并半烘干形成粘结层，将基布和粘结层贴合、熟成，剥离离型纸后得荧光防水透湿面料，生产工艺见图 1。

1.1 基布选择

基布是开发荧光防水透湿面料的基础，必须具有平整细密、坚牢耐磨、色泽鲜艳、易洗快干和防风等特点。尼丝纺为锦纶长丝制织的纺类丝织物，具有平整细密，手感柔软，轻薄而坚牢耐磨，色泽鲜艳等特性。为此，以380 T尼丝纺印花面料（经纬丝：20 D锦纶长丝，经纬密：200根/英寸× 180根/英寸，幅宽：150 cm，克重：38 g/m2，织物组织：平纹）作为基布。

1.2 胶料制备

面层起主要的荧光防水透湿功能，因此面层胶料应选择滑移和抗阻塞性好的一液型单组份油性PU树脂，而底层作为和基布的粘结层，底层胶料应选用较柔软的60% ～80%高固型份的二液型油性PU树脂。为便于面层和离型纸的剥离，须在面层胶料中加入助剥剂；为便于底层和基布粘结接着，须在底层胶料使用前加入架桥剂，但在添加后必须要尽快用完，以免胶料固化而无法使用。具体配方见表 1。

1.3 薄膜制备

薄膜厚度决定了聚氨酯和稀土铝酸锶等原料的用量，也是决定产品质量和成本的重要因素。面层厚度增加，产品耐磨和强度均有增加，荧光性能增强，但面料透湿量有所下降；底层厚度增加，可增加和基布的粘结强力，但面料透湿量也有所下降。因此，经反复试验，薄膜面层和底层厚度宜控制在25 μm左右。

烘干温度、升温速率是影响PU薄膜微孔结构和复合面料防水透湿性的重要因素。成膜温度越高，溶剂挥发速度就越快，同时高聚物分子的链段运动加快，有利于PU薄膜微孔的形成和膜面的凝聚，复合面料的防水性能得到加强；但成膜温度过高，升温速率过快，又会导致PU表面急速凝聚，使薄膜过于致密，造成微孔孔径过小，虽具有较好的防水性，但透湿性又较差。因此面层和底层宜选用四段分区缓慢烘燥，烘箱温度及烘箱排风量如表 2 所示。

1.4 贴合与熟成

基布与离型纸贴合压力是影响荧光防水透湿面料质量的重要指标。若贴合压力太大，则产品手感发硬，同时容易将稀土铝酸锶颗粒挤压到面料表层，影响面料穿着耐久性；若贴合压力太小，虽然手感较好，但会引起粘贴牢度不够，引起浮贴等现象，因此经反复试验，贴合压力取35 N左右。贴合轮温度为100 ～ 110 ℃，贴合速度为15 ～ 20 m/min。

荧光防水透湿薄膜和基布贴合后PU热熔胶粘合剂需要在一定的温湿度条件下经过熟成才能发生交联反应，并形成空间网状结构，提供一定的黏结强度和耐洗性能。温度和湿度越高，熟成反应速率也越快；当温度低于15 ℃、湿度低于25%时，熟成反应速率急剧下降。因此为保证生产效率和产品品质稳定，将贴合后的半成品送入温度为50 ～ 70℃、湿度为90%的熟成室熟成约48 h后，将离型纸剥离，得荧光防水透湿面料成品。

2 性能测试

参考消防安全领域德国DIN 67510《磷光颜料和产品》、日本JIS Z9100 — 1997《蓄光安全标志板》和国际海事组织A.752（18）《船舶照明系统》等标准，在一定时间和一定照度的光源照射荧光纺织品后，用荧光纺织品离开光源后激发出的光的发光亮度衰减至黑暗中人眼最低可视值0.32 mcd/m2的时间来表示荧光性能。具体条件为：光源种类D65，照度约1 600 ～ 1 800 lx，激发时间20 min，照度检测仪器LX-103，亮度检测仪器k-10。经检测，面料的初始亮度可达到125 mcd/m2，2 h后的残余亮度依然大于0.32 mcd/m2。同时，按照AATCC 22 — 2005规定喷淋开发的产品模拟雨淋效果，经检测，淋水后面料的初始亮度可达到64 mcd/m2，1 h后的残余亮度依然大于0.32 mcd/m2，表明开发的产品具有较好的荧光性能。

经检测静水压（JIS L1092 — 2009第7.1章节，方法B）为42 936.88 Pa，超过了美国军用标准中防水产品的耐水压最低要求（13 675.10 Pa）和日本自卫队雨衣的耐水压最低要求（13 724.12 Pa），水蒸气通透性为2 433 g/（m2？24 h）（JIS L1099：2006 B-1法），表明产品具有较好的防水透湿性能。

经检测剥离强力（ASTM D2724 — 2007（R2011）第16部分）经向为0.16 N/mm、纬向为0.20 N/mm；洗涤后外观保持性（AATCC 124 — 2011）为3.5级；耐皂洗色牢度（AATCC 61 — 2013）为4.5级；撕破强力（ASTM D1424 —2009）经向为3.3 N、纬向为2.3 N；耐磨性（ASTM D4966 —2010，以膜面部分被破坏至露出基布为试验终点）超过30 000转。可见，开发的面料能够满足服用面料使用要求。

3 结语

将荧光材料稀土铝酸锶粉末混于PU树脂作为胶料制备荧光防水透湿薄膜，并和细旦尼丝纺基布层压贴合，对关键技术进行了攻关，开发了荧光防水透湿面料。经检测产品的荧光性能、防水透湿性能和物理性能优异，可应用于高档荧光防水透湿特种防护面料。

参考文献（略）