CN111809403B - 一种pu光感防水透湿机能面料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种PU光感防水透湿机能面料及其制备方法，其中PU光感防水透湿机能面料，其包括底布，所述底布正面织造有仿pu花纹层，所述底布反面底层涂饰有具有透气透湿功能的水性透明PU胶层，所述底布反面面层涂饰有具有微细孔结构的微孔膜PU胶层。本发明的PU光感防水透湿机能面料及其制备方法，使面料既具有仿PU花纹，又具有防水透湿的功能。

Description

一种PU光感防水透湿机能面料及其制备方法
技术领域
本发明涉及纺织染整领域，特别涉及一种PU光感防水透湿机能面料及其制备方法。
背景技术
现行内装材面料应用成品中，包括机织布，经编布织物，都是经染色后定型整理的，面料应用具有没有防尘防水性能，面料风格柔软不够硬挺大气等缺点。
目前汽车内饰用面料的主要产品是在面料背面涂层，使其挺阔有型，但依旧具有用户体验不够透气透湿，面料正面防尘效果差，防污防泼水能力差，不透气透湿等缺点。对于固定缝制在汽车里面，使用口碑不良，所以很多客户会选择更高端一点的仿麂皮面料或者PU面料。
仿麂皮面料，生产工艺是使用超细纤维磨毛，水系湿法涂层，利用聚氨酯背面刮涂烘干，达到仿麂皮目面效果，透气透湿效果可行，但是没有防水防尘的功能，且聚氨酯中DMF会长期含浸在树脂中，对人体健康带来伤害，同时当其应用在中高端汽车内饰上时，没有PU光感效果和花纹，对于整车设计是一大缺憾；
设计师想仿PU正面和背面混合设计带来困扰，只能用PU和仿麂皮拼凑，针缝厚度与密度差异大，麂皮利用处没有防水防尘效果，PU面透气透湿效果无，影响整理使用体验。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种PU光感防水透湿机能面料及其制备方法，使面料既具有仿PU花纹，又具有防水透湿的功能。
为了实现上述发明目的，一方面，本发明提出了一种PU光感防水透湿机能面料，其包括底布，所述底布正面织造有仿pu花纹层，所述底布反面底层涂饰有具有透气透湿功能的水性透明PU胶层，所述底布反面面层涂饰有具有微细孔结构的微孔膜PU胶层。
另一方面，本发明提出了一种PU光感防水透湿机能面料的制备方法，其包括以下步骤：
设计仿PU花纹并织造底布，PU花纹织造在底布正面；
对底布进行防水及浸轧处理；
对底布正面进行轧光处理；
对底布反面进行起毛处理；
在底布反面底层涂饰具有透气透湿功能的水性透明PU胶；
采用聚氨酯薄膜层压复合方式在底布反面面层涂饰具有微细孔结构的微孔膜PU胶。
进一步的，所述起毛处理具体包括：
上柔预定型底布，起毛油用量2.0-4.0％，在150℃温度环境下定型；
起毛底布，毛高设定在0.25-0.5mm，顺序为拉梳剪；
回定型起毛后的底布，在150℃环境下对底布进行整理，将底布残留起毛油烘干挥发。
进一步的，涂饰水性透明PU胶的具体步骤包括：涂布量厚度在0.02-0.05mm，并在130-150℃环境下烘干3-5分钟。
进一步的，涂饰微孔膜PU胶的具体步骤包括：
配置微孔膜PU胶，并添加油性染色料，搅拌均匀，刮涂到底布反面作面涂，涂布量在1-1.8mm；
涂层后的微孔膜PU胶浸水25-40秒，形成微孔薄膜；
出水后半成品底布自然凝固，同时在90°角的切面形成了透湿微细孔膜；
对凝固底布进行定型烘干，并蒸发微孔里面残留的水分。
进一步的，所述微孔膜PU胶包括脂肪族异氰酸酯酯、丁酮、二甲基甲酰胺、碳酸钙以及微孔成膜调节剂，所述脂肪族异氰酸酯酯用量为45-55％，所述丁酮用量为8-12％，所述二甲基甲酰胺用量为30％，所述碳酸钙用量为0.8-2％，所述微孔成膜调节剂用量为4-5％。
进一步的，所述轧光处理的具体步骤包括：
轧光机温度升温至150℃-180℃之间，将底布具有仿PU花纹的面朝向轧光机加热面，花纹面受热轧压，轧光2回；
在130-150℃的温度环境下，进行40秒定型工艺。
进一步的，所述防水及浸轧处理的具体步骤包括：
将底布浸泡在配置好的防水透湿树脂中，含浸率为70％-80％，经浸轧机常温轧压5秒；
浸轧后的底布放入100℃的烘箱干燥3分钟后取出。
进一步的，在涂饰微孔膜PU胶后，还需要对底布反面进行磨毛处理，所述磨毛处理具体包括：预热磨毛机至温度60℃-90℃，加工速度为0-10m/min，根据底布反面效果，不断调整加工速度。
进一步的，在织造底布后，还需要对底布进行开纤、染色及整理处理。
相比于现有技术，本发明优点在于：
本发明的PU光感防水透湿机能面料，在一个底布的正面织造仿pu花纹层，在反面底层涂饰水性透明PU胶，在反面面层涂饰微孔膜PU胶，使面料既具有仿PU花纹，又具有防水透湿的功能，增加了面料的物理性能和观感体验。
本发明的PU光感防水透湿机能面料的制备方法，将PU花纹织造在底布正面，并对底布进行防水及浸轧处理，提高了面料的防水性能；通过对底布正面进行轧光处理，提高了正面的光泽度；对底布反面进行起毛处理，有效解决了稀路和逆毛疵点问题；在底布反面底层涂饰具有透气透湿功能的水性透明PU胶，增强了面料防泼水渗入，耐水压性能，同时使面料具备透气透湿的性能；采用聚氨酯薄膜层压复合方式在底布反面面层涂饰具有微细孔结构的微孔膜PU胶，在增加面料透气透湿的性能的同时，析出有害气体，面料基材的臭气性降低，降解了有毒气体，增加了客户使用的健康指数。
附图说明
图1是本发明中PU光感防水透湿机能面料的结构示意图。
具体实施方式
以下结合较佳实施例及其附图对本发明技术方案作进一步非限制性的详细说明。
如图1所示，对应于本发明的一种较佳实施例的PU光感防水透湿机能面料，其包括底布1，所述底布1正面织造有仿pu花纹层2，所述底布1反面底层涂饰有具有透气透湿功能的水性透明PU胶层3，所述底布1反面面层涂饰有具有微细孔结构的微孔膜PU胶层4。
上述PU光感防水透湿机能面料的制备方法，包括以下步骤：
设计仿PU花纹并织造底布：
其中，设计花纹的具体步骤包括：
设计师根据需求设计仿PU花纹，花纹的立体感和循环结构需结合后期多工程以后的成品参考，反复测试修改图形或织物密度或纱线支数，以达到成品的预期效果。
织造底布的具体步骤包括：
设计师将花纹图形转换成组织图，导入小样提花机；
根据织物组织密度及使用长度，选择纱线，纱线粗细根据后期成品测试调整，最大不超过1.0dtex；在本是实施例中底布由超细聚酯纤维制成，聚酯纤维纱线选择范围在0.5-1.0dtex之间；
纱线整经，倒轴，上提花机接经，过头，整理；将一定根数的纱线按规定的长度和宽度平行卷绕在织轴上，并将织轴上的纱头与提花机上的经纱连接起来；
根据设计师导入的组织图，选择纬线，织造底布，并随时测试与调整织物组织密度；
织造完成后剪切，下轴。
织物若选择的白纱织造，则需要根据需求进行染色工艺制备；若选择预期颜色的原着纱线织造，则不需要染色，但同时需要利用染缸进行去油处理，防止后期树脂浸润会有不贴合的现状出现，以及减少产品燃烧风险。去油处理的具体方法是：在浴比为1：30、温度为75℃的环境下处理30分钟。
对底布进行开纤处理：
在染液中加入质量浓度为2g/l的开纤剂，在碱性条件(加入质量浓度为5g/l的氢氧化钠)下升温至95℃，保温处理40分钟，完成底布开纤，开纤率控制在10％-15％；
底布底布需要进行3回汤洗，做到底布无杂质残留，保证后期工程质量品质，在第二回汤洗时，需加入质量浓度为0.5g/l的醋酸，进行酸碱中和，使底布呈弱酸性出缸。
对底布进行染色及整理处理：
根据需求目标选择符合车内饰物理性能要求的染料助剂和高耐光高耐磨擦牢度染料。染料助剂中需添加1.0-2.0％的耐光剂和4.0-7.0％的阻燃剂。染色时需要2只喷嘴，大喷嘴的直径为7-9cm，小喷嘴的直径为6-7cm，喷嘴压力在常温下为0.1-0.2KPa；在130℃时为0.3-0.4KPa，染缸在130℃时压力为0.3KPa。
因为超细聚酯纤维上色慢，得色浅不稳定，所以需要特定的染色工艺，具体步骤为：
在常温状态下将面料、染料助剂以及染料加入染缸中，升温至30℃后开始以1℃/min的速度升温至90℃，然后以0.5℃/min的速度升温至135℃，在135℃的温度下保温30分钟。针对特黑色系，染料使用已饱和，颜色深度达不到，可以选择延长保温时间，增加增深剂来保障颜色的统一性。因为后期轧光颜色会变浅，所以要多次测试根据成品调整染色配方。
染色后需经过3回整理处理：
第一回加入氢氧化钠，质量浓度为2.0g/l，加入保险粉，质量浓度为2.0g/l，浴比为1：30，在80℃的温度下保温30分钟；
第二回加入氢氧化钠，质量浓度为0.6g/l，加入保险粉，质量浓度为1g/l，在浴比为1：30，80℃的温度下保温30分钟；此步骤需要进行2回汤洗，清洗强碱底布；
第三回加入醋酸，质量浓度为0.5g/l，在浴比1：30，75℃的温度下保温15分钟，底布呈弱酸性出缸。
经过上述3回整理处理后，可确保染色后浓度达标，同时成品摩擦坚牢度达到3.5-4级，耐光牢度达3.5-4级。整理处理后，面料脱水定型，在150℃环境烘干40秒。
对底布进行防水及浸轧处理：
首先测试底布PH值在5-6.5之间；
配置防水透湿树脂，包括超发水树脂、防污发水、通气透湿整理剂以及固色剂，其配比为：超发水树脂用量3.0-6.0％，防污发水用量0.2-0.5％，通气透湿整理剂用量0.1-0.2％，固色剂用量0.6-1.5％，调整树脂浓度参数可根据防水物理性能测试随时调整；
将底布浸泡在防水透湿树脂中，含浸率为70％-80％，经浸轧机常温轧压5秒；
浸轧后的底布放入100℃的烘箱干燥3分钟后取出。
对底布正面进行轧光处理：
轧光机温度升温至150℃-180℃之间，底布具有仿PU花纹的面朝向轧光机加热面，花纹面受热轧压，轧光2回，根据底布光泽度，和PU相比较，调整轧光机温度。轧光机光辊要求干净无杂质，表明光滑无坑洼，确保面料经高温轧光后无污物，缺陷；
在130-150℃的温度环境下，进行40秒定型工艺，根据针距和底布花纹要求，确认拉开后密度75-85之间，并且及时调整定型参数。
此时，底布正面有仿PU花纹及光泽，并且防水透湿，防泼水物性测试达到4级及以上，花纹面经泼水，表面无润湿，无渗透，水珠顺织物滑落。这时的产品如果使用在汽车内饰上，咖啡饮料等的泼洒，及时清理，不会被面料吸入，造成异味和清理麻烦等困惑。强轧光后的花纹面，不容易沾染异物，不容易导致飞尘嵌入，水系防泼水树脂的浸轧不影响底布原有的透湿透气性。
对底布背面进行起毛处理：
上柔预定型底布，起毛油用量2.0-4.0％，在150℃温度环境下定型；
起毛底布，毛高设定在0.25-0.5mm，顺序为拉梳剪，使底布反面涂布均匀，前面的减量处理，有效解决了稀路和逆毛疵点问题；
回定型起毛后的底布：在150℃环境下对底布进行整理，将底布残留起毛油烘干挥发，使后期在涂刮聚氨酯时，不会贴合不牢，改良了产品物理性能，低温和常温屈曲达标，产品燃烧物理测试符合各主车厂要求。
在底布反面底层涂饰具有透气透湿功能的水性透明PU胶：
涂布量厚度在0.02-0.05mm，并在130-150℃环境下烘干3-5分钟，此步骤增强了面料防泼水渗入，耐水压性能，同时具备透气透湿的优点。
采用聚氨酯薄膜层压复合方式在底布反面面层涂饰具有微细孔结构的微孔膜PU胶：
配置微孔膜PU胶，其含脂肪族异氰酸酯酯、丁酮、二甲基甲酰胺(DMF)、碳酸钙、微孔成膜调节剂(聚氧乙烯醚)，其配比为：脂肪族异氰酸酯酯用量45-55％，丁酮用量8-12％，DMF用量30％，碳酸钙用量0.8-2％，微孔成膜调节剂用量4-5％。
添加油性染色料，根据目标色，选择合适配方色料，按照配比调制色料加入微孔膜PU胶中，搅拌均匀，刮涂到底布反面作面涂，涂布量在1-1.8mm；
涂层后的微孔膜PU胶浸水25-40秒，使微孔膜PU胶中的溶剂DMF浸入水中，产生了置换扩散，这时水向涂层面扩散，渗透到DMF的溶出路径，形成微孔薄膜。DMF溶出在涂层面，成品后无DMF挥发气味，健康环保；
出水后半成品底布自然凝固，同时在90°角的切面形成了透湿微细孔膜；对凝固底布进行定型烘干，采用时间为5段温阶机型定型机，温度在150℃-170℃，全长3分钟烘干通过，烘干还可以将微孔里面残留的水分蒸发掉，留下微细孔，保证产品的透气性。PU溶剂的溶解度和温度对膜性能影响较大，配置微孔膜PU胶的配比，溶剂，添加剂，溶剂挥发时间，温度，湿度，凝胶条件，成膜的厚度和面积都有关；透湿量随温度升高而升高，温度11度时，透湿量最低；湿度大，溶剂挥发慢，微孔孔径小，反之则变大。
成品底布耐静水压力不小于1.67Kpa，透湿量在2500g/(m2*24h)以上，微孔膜直径达10-50um，这样大于水蒸气直径4*10-4um，因此，水蒸气可以透过微孔膜，具有透气透湿性。相比传统PU膜和无孔膜，本申请能够透湿透气，提升使用舒适度。
上步骤需要反复测试调整配方及色料，成品颜色正面和背面需要调整得与目标色一致，参照初物物理性能测试，调整参数，设计师可以正反面同是设计使用在车内饰中，无色差，外观和性能与天然皮革接近。
对底布反面进行磨毛处理，使得产品具有天然革的粒面，外观和内在结构更接近天然革：
预热磨毛机至温度60℃-90℃，加工速度为0-10m/min，可根据需求调节参数。
磨毛使用碳素毛刷，杜绝使用传统砂纸，因为砂纸颗粒嵌入底布，会导致目面差，使得超细纤维结晶化。
打磨的同时观察底布反面效果，调整加工速度，防止速度过快，导致的摩擦加快，从而引起温度提高，纤维熔断。同时聚氨酯会产生裂纹，手感会偏硬，视觉效果差，所以要及时调整加工的速度。
通过上述制备方法制得的面料，对其物理性能检测结果如下：
Figure BDA0002568305120000091
根据以上测试数据显示，本发明的面料同时具有PU光感及花纹，防水透湿功能，整块面料正面和背面接近天然PU，产品各项物性结果达标，对皮肤无刺激性，健康环保，保持舒适性的同时，增强了汽车内饰基材的防护性和弹性。
本发明的PU光感防水透湿机能面料再具体使用时，可根据不同的物理性能或对正反面指定等要求，在上述制备过程中删减工艺制得，这样的优化会大大节约能源与时间，增加很大的经济效益空间。以下给出几种不同需求下的实施例。
实施例一
当制得的面料需要具备：正面外观有PU光感及花纹，反面有自然PU颗粒纹理，整个产品防水透湿，耐泼水1级及以上，耐水压达132Kpa的要求时，本实施例的制备步骤包括：
设计仿PU花纹并织造底布；
对底布进行开纤处理；
对底布进行染色及整理处理；
对底布进行防水及浸轧处理；
对底布正面进行轧光处理；
对底布背面进行起毛处理；
在底布反面底层涂饰具有透气透湿功能的水性透明PU胶；
在底布反面面层涂饰具有微细孔结构的微孔膜PU胶；
对底布反面进行磨毛处理。
实施例二
当制得的面料只需要具备：正面外观有PU光感及花纹，耐泼水1-2级即可，防水透湿的要求，对反面无任何要求时，本实施例的制备步骤包括：
设计仿PU花纹并织造底布；
对底布进行开纤处理；
对底布进行染色及整理处理；
对底布进行防水及浸轧处理；
对底布正面进行轧光处理。
实施例三
当制得的面料需要具备：正面外观有PU光感及花纹，耐泼水1级及以上，耐水压达到150Kpa及以上，充分防水，通气透湿要求时，本实施例的制备步骤包括：
设计仿PU花纹并织造底布；
对底布进行开纤处理；
对底布进行染色及整理处理；
对底布进行防水及浸轧处理；
对底布正面进行轧光处理；
对底布背面进行起毛处理；
在底布反面底层涂饰具有透气透湿功能的水性透明PU胶。
实施例四
当制得的面料需要具备：既需要使用正面也需要使用反面外观的产品需求，正面PU光感及花纹，背面需要麂皮外观，双面防泼水要求1-2级即可的要求时，本实施例的制备步骤包括：
设计仿PU花纹并织造底布；
对底布进行开纤处理；
对底布进行染色及整理处理；
对底布进行防水及浸轧处理；
对底布正面进行轧光处理；
对底布背面进行起毛处理；
在底布反面面层涂饰具有微细孔结构的微孔膜PU胶；
对底布反面进行磨毛处理。
本发明的PU光感防水透湿机能面料，在一个底布的正面织造仿pu花纹层，在反面底层涂饰水性透明PU胶，在反面面层涂饰微孔膜PU胶，使面料既具有仿PU花纹，时尚环保，功能性强，又具有防水透湿的功能，增加了面料的物理性能和观感体验。
本发明的PU光感防水透湿机能面料的制备方法，将PU花纹织造在底布正面，并对底布进行防水及浸轧处理，提高了面料的防水性能；通过对底布正面进行轧光处理，提高了正面的光泽度；对底布反面进行起毛处理，有效解决了稀路和逆毛疵点问题；在底布反面底层涂饰具有透气透湿功能的水性透明PU胶，增强了面料防泼水渗入，耐水压性能，同时使面料具备透气透湿的性能；采用聚氨酯薄膜层压复合方式在底布反面面层涂饰具有微细孔结构的微孔膜PU胶，在增加面料透气透湿的性能的同时，析出有害气体，面料基材的臭气性降低，降解了有毒气体，增加了客户使用的健康指数；面料正面花纹和光感同天然皮革，背面颗粒面感同天然皮革，物理特性接近指标。
需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种PU光感防水透湿机能面料的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
设计仿PU花纹并织造底布，并对底布进行开纤、染色及整理处理且PU花纹织造在底布正面；
将底布浸泡在防水透湿树脂中，浸轧处理，所述防水透湿树脂组份：超发水树脂用量3.0～6.0%，防污发水用量0.2～0.5%，通气透湿整理剂用量0.1～0.2%，固色剂用量0.6～1.5%；
对底布正面进行轧光处理；
对底布反面进行起毛处理并对起毛后的底布进行回定型；
在底布反面底层涂饰厚度在0.02～0.05mm且具有透气透湿功能的水性透明PU胶；
采用聚氨酯薄膜层压复合方式在底布反面面层涂饰具有微细孔结构的微孔膜PU胶，涂饰后的微孔膜PU胶浸水25～40s，出水后自然凝固，再对凝固底布进行烘干定型，在涂饰微孔膜的PU胶后，底布需进行磨毛处理得所需面料，所述微孔膜PU胶原料组份：脂肪族异氰酸酯酯用量为45～55%，丁酮用量为8～12%，二甲基甲酰胺用量为30%，碳酸钙用量为0.8～2%，微孔成膜调节剂用量为4～5%，涂布量在1～1.8mm。
2.根据权利要求1所述的PU光感防水透湿机能面料的制备方法，其特征在于，所述起毛处理具体包括：
上柔预定型底布，起毛油用量2.0- 4.0%，在150℃温度环境下定型；
起毛底布，毛高设定在0.25-0.5mm，顺序为拉梳剪；
回定型起毛后的底布，在150℃环境下对底布进行整理，将底布残留起毛油烘干挥发。
3.根据权利要求1所述的PU光感防水透湿机能面料的制备方法，其特征在于，涂饰水性透明PU胶的具体步骤包括：涂布量厚度在0.02-0.05mm，并在130-150℃环境下烘干3-5分钟。
4.根据权利要求1所述的PU光感防水透湿机能面料的制备方法，其特征在于，涂饰微孔膜PU胶的具体步骤包括：
配置微孔膜PU胶，并添加油性染色料，搅拌均匀，刮涂到底布反面作面涂，涂布量在1-1.8mm；
涂层后的微孔膜PU胶浸水25-40秒，形成微孔薄膜；
出水后半成品底布自然凝固，同时在90°角的切面形成了透湿微细孔膜；
对凝固底布进行定型烘干，并蒸发微孔里面残留的水分。
5.根据权利要求1所述的PU光感防水透湿机能面料的制备方法，其特征在于，所述轧光处理的具体步骤包括：
轧光机温度升温至150℃-180℃之间，将底布具有仿PU花纹的面朝向轧光机加热面，花纹面受热轧压，轧光2回；
在130-150℃的温度环境下，进行40秒定型工艺。
6.根据权利要求1所述的PU光感防水透湿机能面料的制备方法，其特征在于，所述防水及浸轧处理的具体步骤包括：
将底布浸泡在配置好的防水透湿树脂中，含浸率为70%-80%，经浸轧机常温轧压5秒；
浸轧后的底布放入100℃的烘箱干燥3分钟后取出。
7.根据权利要求1所述的PU光感防水透湿机能面料的制备方法，其特征在于，在涂饰微孔膜PU胶后，还需要对底布反面进行磨毛处理，所述磨毛处理具体包括：预热磨毛机至温度60℃-90℃，加工速度为0-10m/min，根据底布反面效果，不断调整加工速度。
8.根据权利要求1～7任意一项所述的制备方法制得一种PU光感防水透湿机能面料，其特征在于：包括底布，所述底布正面织造有仿PU花纹层，所述底布反面底层涂饰有具有透气透湿功能的水性透明PU胶层，所述底布反面面层涂饰有具有微细孔结构的微孔膜PU胶层。
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