CN107696619A - 一种高分子多层防水晴雨伞布料 - Google Patents

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Abstract

本发明一种高分子多层防水晴雨伞布料，包括混纺布层和覆盖在混纺布层表面的高分子层，所述混纺布层由以质量分数计算的35‑45%聚酰胺长丝、15‑25%铜氨纤维、30‑40%聚酯纤维和15‑25%聚氨基甲酸酯纤维纺织而成的化纤纱进一步混纺制成。本发明通过采用的多种化纤长丝纺织成纱再混纺成布料层，从而增加了伞布的综合性能，不仅具有较好的耐磨性能和抗拉强度，能够在长期使用时避免伞布表面破损；而且还具有较好的防水性能；通过设有的特殊高分子层能够进一步增加防水效果，而且具有较高的防紫外线效果；再通过双层布料结构设计，能够提供较好的防水效果。

Description

一种高分子多层防水晴雨伞布料
技术领域
本发明属于高分子防水布料领域，具体涉及一种高分子多层防水晴雨伞布料。
背景技术
晴雨伞是晴天用来遮阳光，雨天用来遮雨的伞。是晴天雨天都可以用的，既可以遮阳也可以遮雨的伞。一般是浅颜色的伞，有防晒功能，而雨伞基本没有防紫外线的作用。晴雨伞伞布主要有沙丁布、银胶布、珍珠胶布、T/C布、色织布、胖瘦丝等多种布料。一般而言，带有紫外线防护涂层伞面的太阳伞价格会高些，如珍珠胶布伞面。伞架的重量当然要用比较轻的材料。
太阳伞、遮阳伞和晴雨伞的最大区别是在功能性上：雨伞的主要功能是防风防雨，而太阳伞的主要功能是防晒、防紫外线，保护皮肤健康。其次雨伞和遮阳伞的区别在于制作材料和制作工艺上的：一般雨伞伞布设计主要是考虑防水性，而太阳伞设计主要是防紫外线材料上，并且做工精细，有很多美观绣花印染设计。此外，一般晴雨伞兼具二者的功能：晴雨伞＝遮阳伞+雨伞，但是一般情况下遮阳效果稍微弱一点，防晒效果一般。如果是雨季多的地区则使用晴雨伞；如果是干旱地区，可以使用专业防晒伞。
但就是因为要在两个方面均具备相应的效果，故现有的晴雨伞布料在防水和防晒两个方面的效果较差，特别是防水效果，在使用一段时间后其表面涂层就会出现脱落或者龟裂的现象，导致防水和防晒效果降低。而且面料本身在使用一段时间后因为经常弯折导致其出现破裂或者孔洞，给使用者带来诸多麻烦。
发明内容
针对以上现有技术中防水防晒效果较差且使用寿命较短的问题，本发明中采用特殊的化纤混纺布料作为基层并在其表面覆盖有特殊涂层加强防水防晒功能的一种高分子多层防水晴雨伞布料。
本发明通过下述技术方案实现：一种高分子多层防水晴雨伞布料，包括混纺布层和覆盖在混纺布层表面的高分子层，所述混纺布层由以质量分数计算的35-45％聚酰胺长丝、15-25％铜氨纤维、30-40％聚酯纤维和15-25％聚氨基甲酸酯纤维纺织而成的化纤纱进一步混纺制成。
其中，所述的聚酰胺纤维俗称尼龙(Nylon)，密度1.15g/cm3，是分子主链上含有重复酰胺基团-[NHCO]-的热塑性树脂总称，包括脂肪族PA，脂肪—芳香族PA和芳香族PA。其中脂肪族PA品种多，产量大，应用广泛，其命名由合成单体具体的碳原子数而定。尼龙是聚酰胺纤维(锦纶)的一种说法，可制成长纤或短纤。锦纶是聚酰胺纤维的商品名称其基本组成物质是通过酰胺键—[NHCO]—连接起来的脂肪族聚酰胺。而尼龙长丝相较于其他化学纤维具有较高的耐磨性，而且比棉花耐磨性高10倍，比羊毛高20倍，在混纺织物中稍加入一些聚酰胺纤维，可大大提高其耐磨性；当拉伸至3-6％时，弹性回复率可达100％；能经受上万次折挠而不断裂。聚酰胺纤维的强度比棉花高1-2倍、比羊毛高4-5倍，是粘胶纤维的3倍。
聚酯纤维，所述的聚酯纤维是由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得的合成纤维，简称PET纤维，聚酯纤维最大的优点是抗皱性和保形性很好，具有较高的强度与弹性恢复能力。其坚牢耐用、抗皱免烫、不粘毛。
聚丙烯酸酯纤维以聚丙烯酸酯为原料经干法纺丝或湿法纺丝制得的合成纤维。聚丙烯酸酯纤维是聚氨基甲酸酯纤维的简称，又称聚丙烯酸酯弹性纤维，中国称氨纶，具有类似橡胶丝的高弹性回复率和高断裂伸长。
铜氨纤维是一种再生纤维素纤维，它是将棉短绒等天然纤维素原料溶解在氢氧化铜或碱性铜盐的浓氨溶液内，配成纺丝液，在凝固浴中铜氨纤维素分子化学物分解再生出纤维素，生成的水合纤维素经后加工即得到铜氨纤维。其具有较好的耐热强度，且抗静电、悬垂性较佳，使得雨伞伞布面料在多次折叠时均能够保持较好的状态。
本发明中的混纺布层通过四种化学纤维织成纱，再通过织成的纱混纺成布料，为了改善现有伞布布料长时间使用折叠容易出现破损的问题，均采用强度较高且具有较好耐磨性能的材料，而且均均被较好的防水效果。而为了提高混纺布层的其他性能，例如防紫外线功能，通过在混纺布层表面覆盖在高分子层从而提高其性能。
为了更好的实现本发明的技术方案，进一步的，所述高分子层为通过干法热压工艺覆盖在混纺布层表面的PTFE保护层。所述的PTFE为聚四氟乙烯，一般称作“不粘涂层”或“易清洁物料”。这种材料具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，几乎不溶于所有的溶剂。同时，聚四氟乙烯具有耐高温的特点，它的摩擦系数极低。而本发明中采用PTFE保护层是一种PTFE薄膜，将其复合在混纺布层表面，从而提高其防水性能和耐高温性能。
进一步的，所述高分子层为通过干法涂层工艺涂覆在混纺布层表面的PA涂层。背胶工艺属于织物涂层处理。通过在织物表面均匀地涂布一层(或多层)高分子化合物(涂层整理剂，即具有成膜性能的合成高聚物。)，通过黏合作用在织物表面形成一层(或多层)薄膜的整理加工技术，起到改善织物的外观、手感或风格，使织物增加新的功能，如防风、防水、透湿、阻燃、遮光等表征特性。不同涂层材料在背胶工艺上存在差异。聚丙烯酸酯(PA)类多用干法涂布(刮刀涂层-烘干-轧光)，聚丙烯酸酯(PA)类，价格低，工艺较成熟，耐日光，气候牢度好，不易泛黄，透明度及相容性好，利于生产有色涂层产品，耐洗性好，黏着力强。
进一步的，所述混纺布层一侧还粘接有一层加强布层，所述加强布层由以质量分数计算的55-60％聚酰胺长丝和35-50％的聚酯纤维纺织而成的化纤纱进一步混纺制成，所述混纺布层与加强布层之间通过纯丙烯酸乳胶粘接而成。这里将整个雨伞布料优化为双层结构，且每层采用不同的化纤混纺而成，所述的加强布层是雨伞内层结构，其与雨伞的骨架连接，主要起到增加结构强度的效果，故采用聚酰胺和聚酯纤维具有较高强度的纤维长丝混纺。而外部为混纺布层，主要起到防水和防紫外线的作用。
进一步的，所述加强布层上通过干法涂层工艺涂覆在加强布层表面覆盖有PVC涂层。本发明中在雨伞内外两侧均覆盖有高分子材料，外部是PU涂层或者PTFE薄膜，而内部是PVC涂层。
本发明与现有技术相比，具有的优点及有益效果为：本发明通过采用的多种化纤长丝纺织成纱再混纺成布料层，从而增加了伞布的综合性能，不仅具有较好的耐磨性能和抗拉强度，能够在长期使用时避免伞布表面破损；而且还具有较好的防水性能；通过设有的特殊高分子层能够进一步增加防水效果，而且具有较高的防紫外线效果；再通过双层布料结构设计，且每层布料外表面设有不同的覆盖层，能够提高整个伞布的综合性能，而且根据雨伞的使用特性，通过加强布层与伞架连接，以提供较好的抗拉强度，而外侧的混纺布层能够提供较好的防水效果。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此，在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的范围内。
实施例1：
本实施例公开了一种高分子多层防水晴雨伞布料，其制备方法步骤包括：
A1、先将需要的原材料准备好，所述原材料包括用于梭织混纺布层的聚酰胺长丝、铜氨纤维、聚酯纤维和聚氨基甲酸酯纤维，并准备好用于覆盖在混纺布层表面的高分子层原材料；其中所述的高分子层为PTFE膜；
B1、然后将用于梭织混纺布层的原材料按照重量分数计算的30％聚酰胺长丝、20％铜氨纤维、30％聚酯纤维和20％聚氨基甲酸酯纤维长丝放入气流纺纱机中制备混纺纱线存储备用；
C1、将制备好的混纺纱线取出并使用喷水织机梭织形成混纺布层存储备用；
D1、使用层压复合机进行干法覆膜工艺，将存储的混纺布层通入层压复合机中，然后将PTFE膜退卷并上胶，将上胶的PTFE膜与混纺布层热压复合，待其固化后切边打卷进行检测，待进行性能检测后得到布料为实验组1。
实施例2：
本实施例公开了一种高分子多层防水晴雨伞布料，其制备方法步骤包括：
A2、先将需要的原材料准备好，所述原材料包括用于梭织混纺布层的聚酰胺长丝、铜氨纤维、聚酯纤维和聚氨基甲酸酯纤维，并准备好用于覆盖在混纺布层表面的高分子层原材料；其中所述的高分子层为高分子层原材料为溶剂型聚丙烯酸酯涂层胶；
B2、然后将用于梭织混纺布层的原材料按照重量分数计算的30％聚酰胺长丝、20％铜氨纤维、30％聚酯纤维和20％聚氨基甲酸酯纤维长丝放入气流纺纱机中制备混纺纱线存储备用；
C2、将制备好的混纺纱线取出并使用喷水织机梭织形成混纺布层存储备用；
D2、对溶剂型聚丙烯酸酯涂层胶进行预处理，使其粘度保持在1700-1850CP范围内，然后采用浮动刮刀式涂层设备，将混纺布层基布放置在浮动刮刀式涂层设备的托床上进行定型拉幅；将混纺布层采用刮刀进行两次涂层，每次涂层后进行烘干；其中第一次刮刀涂层时的车速控制在38-42m/min范围内，而第一次烘干温度为103-107℃；第二次刮刀涂层时的车速控制在35-37m/min范围内，而第二次烘干温度为118-124℃；
E2、经过两次刮刀涂层作业后在涂覆有溶剂型聚丙烯酸酯涂层胶的混纺布层表面辊轧防水剂，并进行第三次烘干，烘干后得到成品存储进行性能测试，待进行性能检测后得到布料为实验组2。
实施例3：
本实施例公开了一种高分子多层防水晴雨伞布料，其制备方法步骤包括：
A3、先将需要的原材料准备好，所述原材料包括用于梭织混纺布层的聚酰胺长丝、铜氨纤维、聚酯纤维和聚氨基甲酸酯纤维，并准备好用于覆盖在混纺布层表面的高分子层原材料；其中所述的高分子层为PTFE膜；
B3、然后将用于梭织混纺布层的原材料按照重量分数计算的30％聚酰胺长丝、20％铜氨纤维、30％聚酯纤维和20％聚氨基甲酸酯纤维长丝放入气流纺纱机中制备混纺纱线存储备用；
C3、在混纺布层一侧还热压粘接有一层加强布层，所述加强布层由以质量分数计算的55％聚酰胺长丝和45％的聚酯纤维纺织而成的化纤纱进一步混纺制成，将准备好的聚酰胺长丝和聚酯纤维放入气流纺纱机中制备加强层纱线存储备用；
D3、将制备好的混合布层与加强布层放入热压机中采用纯丙烯酸乳胶热压成型形成防水布材料存储备用；
E3、使用层压复合机进行干法覆膜工艺，在靠近混纺布层一侧表面作为操作面通入层压复合机中，然后将PTFE膜退卷并上胶，将上胶的PTFE膜与混纺布层一侧热压复合，待其固化后切边打卷；
F3、将制备好的防水布材料靠近加强布层一侧采用干法涂层工艺涂覆覆盖PVC涂层，烘干后得到成品存储进行性能测试，待进行性能检测后得到布料为实验组3。
然后设定一组对照组，所述对照组为市面上采购到的伞布成品。
然后测试指标包括以下项目：
抗拉强度：采用电子拉力测试机，试验样品宽度为20mm，长度120mm，将试样装夹在夹具的两个夹头之间，两夹头做相对运动，通过位于动夹头上的力值传感器和机器内置的位移传感器，采集到试验过程中的力值变化和位移变化，从而计算出试样的拉伸、撕裂、变形率等性能指标。拉伸强度公式：σ＝F/b，其中σ为拉伸强度，F为拉力值，b为截面面积。每个实验组选取5组并行试验，最终取5组的平均值为该实验组的数据。
静水压：户外面料行业习惯叫耐水压，单位用mmH2O表示，是指单位面积承受水压强力，在标准实验室条件下，织物承受蒸馏水往上喷的压力，并记录水压最大值，如耐水压5000mmH2O，即单位面积最大可承受5m压力而不会发生渗漏。常用测试标准：美标AA-127。
透湿度：透湿用单位g/m2/24h表示，指在一定的标准实验室条件下，使试样的两侧形成一特定的湿度差，水蒸汽通过试样进入干燥的一侧，通过测定透湿杯重量随时间的变化量，从而求出试样的水蒸汽透过率等参数。透湿分两种测试方法：正杯和倒杯；其中正杯法：美标ASTM-E-96-A、C、E；日标JIS-L-1099-A1。
紫外线防护系数(UPF)：按国标GB/T-18830-2009执行，在积分球入口前方放置试样试验，伞布外表面朝着UV光源。扫描波长范围：280nm～400nm，扫描速度：中，狭缝宽度：5nm。每块布测试4个位置，测试光谱透射比并分别计算UV-A(315nm～400nm)波段、UV-B(280nm～315nm)波段平均透射比和UPF值(以试样多个部位测试结果的最低值作为报出值)。
测试结果如下表一：
表一
根据上述测试数据表明，实验组1采用单层设计，且在其表面覆盖有PTFE膜，而采用PTFE膜能够有效的提高防水性能，但相较于实验组2采用的PA涂层，其防紫外线效果较差。而实验组3的所有性能均为最佳，因为采用双层结构设计，而且每层外表面均设有不同的覆盖层，从而达到最佳的性能。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高分子多层防水晴雨伞布料，其特征在于：包括混纺布层和覆盖在混纺布层表面的高分子层，所述混纺布层由以质量分数计算的35-45%聚酰胺长丝、15-25%铜氨纤维、30-40%聚酯纤维和15-25%聚氨基甲酸酯纤维纺织而成的化纤纱进一步混纺制成。
2.根据权利要求1所述的一种高分子多层防水晴雨伞布料，其特征在于：所述高分子层为通过干法热压工艺覆盖在混纺布层表面的PTFE保护层。
3.根据权利要求1所述的一种高分子多层防水晴雨伞布料，其特征在于：所述高分子层为通过干法涂层工艺涂覆在混纺布层表面的PA涂层。
4.根据权利要求1所述的一种高分子多层防水晴雨伞布料，其特征在于：所述混纺布层一侧还粘接有一层加强布层，所述加强布层由以质量分数计算的55-60%聚酰胺长丝和35-50%的聚酯纤维纺织而成的化纤纱进一步混纺制成，所述混纺布层与加强布层之间通过纯丙烯酸乳胶粘接而成。
5.根据权利要求4所述的一种高分子多层防水晴雨伞布料，其特征在于：所述加强布层上通过干法涂层工艺涂覆在加强布层表面覆盖有PVC涂层。
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