防水透气抗菌多功能复合面料的开发

逄兰芹

(山东科技职业学院，山东 潍坊 261053)

防水透气抗菌多功能复合面料的开发

逄兰芹

(山东科技职业学院，山东 潍坊 261053)

文章介绍了一种竹纤维毛圈布复合聚氨酯TPU膜的防水透气抗菌复合面料的研发思路、工艺要点及主要性能。该产品充分发挥了竹纤维、TPU膜优势互补的特性，拥有防水、透气、抗菌、舒适、环保等多种功能，具有广阔的应用前景。

竹纤维；TPU膜；复合面料；防水；透气

目前，防水透气层压织物已成为各国纺织产品研究开发的热点，随着该类产品在军用、医用、民用等产业领域的广泛应用和不断延伸，其已成为21世纪高科技产品之一。在功能性纺织面料中，防水透气层压面料是难度较大、技术含量较高的产品，是近20～30年来各国竞相开发的高附加值产品之一。国内防水透气面料的研究较晚，落后于国际水平。因此，我们应该积极开展科学研究，以便开发出更好的、适应市场需求的防水透气多功能产品。

1 防水透气面料的性能及种类

防水透气面料的透气机理主要是微孔扩散，即利用微孔直径很小(0.5～20 μm)的高聚物,允许直径0.0004 μm水汽分子通过而不允许直径为100～300 μm及以上的水滴通过，从而起防水透气作用[1]。目前，防水透气织物主要有三大类型[2]：

第一类是高密度织物，它是利用细号棉纱和超细合成纤维制成高密度的织物，经拒水整理后具有一定的防水性。其特点是透气性、柔软性和悬垂性较好，但耐水压较低、次品率高、染整加工困难、折边耐磨擦性较差；第二类是涂层织物，可分为亲水涂层和微孔涂层织物两种。涂层织物一般加工简单，其特点是透气小、耐水压不大；第三类是层压复合织物，它是将防水透气和防风保暖集于一身，具有明显的技术优势。运用层压技术把织物与防水透气薄膜复合于一体，是目前开发防水透气织物的主要方向。

本次研制的新型功能环保复合面料，主要是利用竹纤维毛圈布复合聚氨酯TPU来生产的防水透气抗菌复合面料。该产品充分发挥了竹纤维、TPU膜优势互补的特性，赋予了产品防水、透气、抗菌、舒适环保等多种特性，提高了产品档次与附加值，服用性能优良。

2 竹纤维毛圈布与TPU防水透气抗菌复合面料的生产

2.1 产品设计思路

随着消费观念的改变和科学技术的进步，在产品的功能开发上深入挖掘，以提升现有防水透气织物的档次。考虑到将针织物作为一种层压基体，不仅可以充分利用针织物的良好弹性，而且可有效改善传统针织品的防水性、拉伸性等。在整体开发思路上，根据市场需求，结合生态环保再生纤维素竹纤维良好的吸湿、放湿、抗菌特性，通过运用竹浆纤维纱、低弹涤纶丝开发具有抗菌功能的单面竹纤维毛圈布，再复合防水透气环保型聚氨酯(TPU)薄膜，解决了防水与透气两者不可兼得的难题，赋予产品手感柔软、光泽柔和、吸湿导湿、防水、透气、抗菌、防臭保健等优点，同时大幅降低生产成本。这种集防水、透气、抗菌、环保于一体的多功能复合面料,不仅增加了人们服用产品的舒适性,而且也提高了企业产品的市场竞争力。

2.2 产品主要原料特性

产品原料的选择既要考虑产品的防水、透气、抗菌性能，又要兼顾产品的成本和环保特性，通过纺织复合技术采取相互取长补短的办法,集各种原料的优良性能于一体,使原料性能优势互补，有机融合并实现质的提升,最终使纺织品向着深层次和高档次方向发展。竹纤维是近年来由我国自主研发成功的一种新型生态环保再生纤维素纤维，具有良好的耐磨性和悬垂性，以及良好的吸湿透湿性、透气性和天然的抗菌、防臭功能，染色性能优良，又被称为会呼吸的环保纤维；热塑性聚氨酯TPU具有良好的高张力、高拉力、强韧和耐老化的特性，其弹性佳，质轻，同时还具有高防水性、透气性、防风、防寒、抗菌、防霉、保暖、抗紫外线以及能量释放等许多优异的功能。它克服了PVC和PU膜的诸多缺陷，不但拥有橡胶及普通塑料的大部分特性，而且还拥有优良的综合物理及化学性能，又被称为防水透气膜，TPU已成为21世纪的主流环保材料。

2.3 产品主要参数及技术要点

2.3.1 复合面料主要参数

纤维含量：竹浆纤维80%；涤纶低弹丝20%；

纱线号数：竹纤维纱18tex；涤纶低弹丝53tex；

毛圈布规格：200g/m2，毛高2.2mm，TPU膜厚度20 μm。

2.3.2 主要生产技术要点

防水透气薄膜复合产品,既要保证薄膜的透气性能不受大的影响,又要保证复合材料的风格不受破坏,要达到两者的完美结合,关键是正确选择复合工艺、工艺参数及胶粘剂。除此之外,复合产品还必须满足：粘合面积应控制在一定范围,以确保透气量损失在许可范围，同时手感、弹性及柔软度等性能不受影响；选用无污染、无刺激的环保型胶粘剂；复合产品的服用性能优良，耐洗、不起泡、不脱层，且有足够的粘接牢度，服用过程中和洗涤后粘接强力不应过快降低等。

纺织面料与膜材料复合的粘合固化情况是实现面料防水透气功能的关键工序，它直接影响产品的耐静水压、透气性和耐洗涤性能等重要指标。湿气反应型聚氨酯热熔胶具有对环境无污染、热熔化即可使用的优点，且能耗低、产品手感好。通过对比实验分析温度、湿度和时间对复合面料固化牢度的影响，确定最优固化工艺。复合温度对复合织物的拉伸性能影响较大，随着复合温度的升高，复合织物的断裂强力出现先增大后减小的趋势，且高于100℃复合而成的织物断裂强力下降明显，但断裂伸长率逐渐增大；随着复合温度的提高，复合织物的悬垂性先降低后增大[3]。通过对固化工艺影响因素的对比分析发现：当温湿度较高时，固化率在较短的时间内就达到较高的水平；温湿度过低、时间再长也不能实现理想的固化。考虑到产业化生产讲究生产效率，固化时间不能太长，结合产业化的生产效率和能源成本，综合考虑选择TPU膜无张力复合，复合温度：60～70℃，固化时间：24 h，复合压力为5MPa，复合织物的复合效果较好，成品主要性能测试结果见表1。

表1 成品主要性能测试结果

3 结束语

近年来，国内部分企业利用防水透气复合产品逐渐替代了原来技术含量低的单调产品，极大地增强了生产企业的产品竞争实力，为企业生存和发展开辟了广阔的空间。由于国内防水透气织物的研究较晚，还没有跟上国际水平，因此，我们应该积极开展技术研究，探讨该类面料的复合加工技术，朝着更加轻便化、舒适化、多功能化、智能化和环保性的开发方向努力，并进一步降低未来防水透气面料的生产成本，以便开发出性价比更好的防水透气面料。随着人们生活水平的提高和人们对防水透气复合面料认识的不断深入，其应用前景和需求空间将更加广阔。

[1] 李鹏刚，姚瑞东，张一心．层压防水透湿针织物的性能测试分析与研究[J]．国际纺织导报，2011，39(4)：62—66．

[2] 朱远胜．防水透气织物的种类及应用[J]．浙江纺织服装职业技术学院学报，2008，7(3)：22—24．

[3] 张连坤，孙道林，邢利兵，等．热熔胶膜复合面料固化牢度工艺的研究[J]．山东纺织科技，2016，57(1)：4—6．

The Development of Waterproof BreathableAntibacterial Multifunctional Composite Fabric

PangLanqin

(Shandong Vocational College of Science & Technology, Weifang 261053, China)

A kind of waterproof breathable antibacterial composite fabric composed with bamboo fiber terry cloth and polyurethane TPU was introduced from the aspects of research & development thought, key technologies and main characteristics. The product has advantages of both bamboo fiber and TPU film. It is waterproof, breathable, antibacterial, comfortable and environmental etc., and has broad application prospect.

bamboo fiber; TPU film; composite material; waterproof; air permeability

2016-05-03

逄兰芹(1969—)，女，山东潍坊人，副教授。

TS195.5+7

B

1009-3028(2016)03-0008-03