CN114262561B - 含有纤维的涂料、应用及其具有3d及纤维效果的布料 - Google Patents

Abstract

本发明属于纺织涂料技术领域，更具体地涉及一种含有纤维的涂料及其应用和具有3D效果的布料。采用水性PU或PU改性树脂、改性纤维素和纤维粉进行低、中、高三个尺度级配得到立体网状结构含有纤维的涂料，形成一种柔性树脂和柔性填料共构的立体架构，支撑涂层在布料上的3D造型，具有良好的承压和受压回弹特性，厚度可以高达0.5‑5mm。由于纤维的表面特性，内部气泡附着在纤维粉上，起调和作用，使气泡在保持在小泡范围，均匀气泡、稳定气泡，保持涂层的均匀性。相比于现有技术中具有3D效果的布料而言，涂层的边缘更平滑完整，并且具有更好的附着力、耐老化、耐磨和不开裂的特性。

Description

含有纤维的涂料、应用及其具有3D及纤维效果的布料

技术领域

本发明属于纺织涂料技术领域，更具体地涉及一种含有纤维的涂料、应用及其具有3D及纤维效果的布料。

背景技术

随着人们生活水平的提高，具有特殊外观效果的布料越来越多元化，在各种材质的布料上结合不同于纺织的工艺呈现强3D立体效果就是其中之一。现有用于呈现布料立体效果的柔性涂料，无论是经过发泡还是不经过发泡，采用镂空印刷、丝网印刷或其他印刷工艺，都可能出现边线缺料、毛边等瑕疵，并且在涂料形成涂层后内部易形成大小不均匀的气泡导致涂层凹凸不平，影响涂层外观。并且，由于涂料的流变性较差，涂层的厚度大多只能在1.5mm以下。以丝网印刷工艺为例，采用现有的纤维涂料在布料上印1.2mm的厚度，大概需要40道印刷，从1.2mm到1.5mm厚度又需要增加20道左右的印刷，再继续印刷，最后的涂层厚度还是很难累加上去。出现上述情况的原因是丝网印刷自身工艺特点限制了涂层厚度的叠加极限，同时原来的水性胶浆经镂空印刷之后表面容易塌陷，或边缘有毛刺，并且耐磨性能和耐曲折性能都有待提高。

在如下文献中还可以发现更多与上述技术方案相关的信息。

专利文献一公开了一种全棉贴合聚氨酯薄膜的复合材料，包括：底面层和表面层；所述的底面层是全棉毛巾布材料；所述的表面层是聚氨酯薄膜；聚氨酯薄膜通过聚氨脂树脂与全棉毛巾布材料复合在一起。在实施该聚氨酯薄膜贴合到全棉面料的工艺中，聚氨酯树脂以点状涂布到聚氨酯薄膜后，必须经过烘箱加热除去其中的溶剂，而剩下有真正粘合作用的固体胶粘剂，然后在一定温度和压力条件下与另一材料全棉毛巾布复合在一起，冷却后即成全棉贴合聚氨酯薄膜的复合材料。此技术方案得到的聚氨酯薄膜厚度无法呈现3D立体效果，不能满足柔性填料在纺织面料上高起厚的需求。

专利文献二公开了具有3D效果的布彩颜料，及该布彩颜料的应用。所述具有3D效果的布彩颜料包括下列重量份的成分：水溶性丙烯酸树脂82.9份-96.4份，乙二醇或丙二醇1份-4份，丙烯酸酯增稠剂0.5份-2.0份，防腐剂卡松0.1份，色粉或效果颜料1份-10.0份；所述颜料的pH值为7.0～8.0。将所述布彩颜料在涂抹于布料上后，不需烘干，只要常温干燥72小时，就可进行水洗，而且所述布彩颜料洗不掉，有很好的耐水洗特点。干燥后的布彩颜料在布料表面凸出明显，具有很好的3D效果。该专利中的3D效果的布彩颜料由于采用的是丙烯酸树脂，在涂料与布料的附着力方面性能欠佳，同时具有丙烯酸树脂易老化开裂和色牢度不好的缺点。

专利文献三公开了一种发泡立体印花面料及其制备方法，发泡涂层含有粘合剂、溶剂、发泡剂及增稠剂。制备方法是：将粘合剂、溶剂、发泡剂和根据需要添加的色浆在搅拌机中搅拌，混合均匀后，加入增稠剂继续搅拌；采用丝网将浆料印于基材上，然后干燥、加热发泡，形成发泡涂层。该专利中的涂层是经由发泡剂加热发泡形成发泡涂层，工艺复杂，耗时较长，成本较高，具有支撑性能差、容易塌陷的缺点。

专利文献四公开了一种含废旧布料的回收纤维涂层浆料、涂层及其制备方法，将废旧布料物理法回收制成纤维，与水性聚氨酯和固化剂在适当配比下混合得到的回收纤维涂层。该技术由于印刷方式受限，厚度最高只有1.0mm，具有立体效果差的缺点。同时，该技术所用纤维长度要求20-40目，外观上纤维效果可视性差，无法形成直观明显的回收纤维视觉效果。

专利文献一：CN201598514U“全棉贴合聚氨酯薄膜的复合材料”；

专利文献二：CN101962916B“布彩颜料及其应用”。

专利文献三：CN 110924177A“一种发泡立体印花面料及其制备方法”。

专利文献四：CN112703233A“一种含废旧布料的回收纤维涂层浆料、涂层及其制备方法”。

发明内容

鉴于背景技术存在的上述技术问题，需要提供一种含有纤维的涂料、应用及其具有3D及纤维效果的布料，使得含有纤维的柔性涂料能够在布料上形成起厚高的涂层，并且该涂层在布料上具有卓越的附着力、耐磨性和耐曲折力。

为实现上述目的，在本发明的第一方面，发明人提供了一种含有纤维的涂料，按重量百分数计，含有：

改性纤维素0.2-1.0％；

水性PU或水性PU改性树脂60-90％；

水2-6％；

稳定剂0.2-3.0％；

pH调节剂0.1-0.2％；

稀释剂1-4％；

纤维1-20％；

增稠剂0.3-1.5％；

发泡微球0.8-2％；

手感剂0.5-2％；

固化剂2-5％；

所述改性纤维素为羟丙基或羟乙基纤维素聚醚；

所述稳定剂为硫酸钠盐，可以将气泡控制在小气泡的程度，并使整体的气泡呈现均匀性，防止体系产生大气泡及不规则排列，影响性能；

所述pH调节剂为有机胺类；

所述稀释剂为丙二醇二乙酸酯，可以稀释体系的粘度，使浆料的施工性更好，利于生产，也可以调整体系的干速，使活化期更长；

所述纤维为天然纤维或合成纤维；

所述增稠剂为水性非离子型疏水改性聚氨酯或者丙烯酸酯，可以控制体系的流变，一是有更好施工性；二是有更好的储存性；三是调节增稠搭配，控制花位的边缘弧度效果；

所述手感剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷，一方面是提高产品的防粘性，利于产品保存及运输；二是提升产品的手感性，使产品更加滑爽，触感更好；

所述固化剂为异氰酸酯、氮丙啶或碳化二亚胺类固化剂，可以提升产品的整体性能，比如耐压性、耐挠性、拉力等。

根据本发明优选的实施方式，所述水性PU树脂为Covestro Impranil DL1116树脂，水性PU改性树脂为Lubrizol Performax 4388。选择所述的水性PU树脂或者水性PU改性树脂具有良好的耐压、耐水及优异的柔韧性，整体性能更佳。

根据本发明优选的实施方式，所述纤维的长度为0.5μm-1000μm，所述天然纤维的长度为0.5μm-100μm，所述合成纤维的长度100μm-1000μm，购买于福建瑞森再生资源回收有限公司。

根据本发明优选的实施方式，所述水性PU树脂或水性PU改性树脂的粒径为0.1μm-0.5μm，所述改性纤维素的粒径为0.5μm-100μm。

在本发明的第二方面，发明人提供了一种本发明第一方面所述涂料在纺织领域的应用。所述应用包括但不限于使所述涂料在纺织品表面形成涂层的操作步骤。

根据本发明，所述应用具体包括以下步骤：

制备涂料：按重量百分数配比往容器中加入所述水性PU或PU改性树脂，依次在分散状态下加入所述pH调节剂、稀释剂、手感剂、发泡微球，后缓慢加入预分散的所述纤维、改性纤维素、稳定剂、固化剂，再依次加入水和增稠剂调整至适当粘度，分散均匀得到含有纤维的涂料；

准备待印刷的基布：将裁剪好的布料在155-165℃下进行预缩，得到所述待印刷的基布；

印刷：通过模印将所述含有纤维的涂料印刷于所述待印刷的基布表面，得到印刷完成后的样品；

固化：将所述印刷完成后的样品固化，得到具有3D及纤维效果的布料；

后处理：将所述具有3D及纤维效果的布料直接或裁剪后应用于纺织产品中。

所述改性纤维素为羟丙基或羟乙基纤维素聚醚，所述稳定剂为硫酸钠盐，所述pH调节剂为有机胺类，所述稀释剂为丙二醇二乙酸酯，所述纤维为天然纤维或合成纤维，所述天然纤维为木纤维、棉纤维等柔性纤维，所述合成纤维为涤纶、锦纶、氨纶、涤氨混纺、涤锦混纺等面料纤维，其中面料纤维的线密度在108.8-109.6之间，断裂强度在3Cn/dtex-3.49Cn/dtex之间，断裂拉伸率在18.54％-28.83％之间。所述发泡微球为已膨胀微球，所述增稠剂为水性非离子型疏水改性聚氨酯或者丙烯酸酯，所述手感剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷，所述固化剂为异氰酸酯、氮丙啶或碳化二亚胺类固化剂。所述模印为在基布表面通过0.5-5mm的模版来进行一道厚涂印刷。所述含有纤维的涂料的制备方法：按上述重量百分数配比往容器中加入所述水性PU或水性PU改性树脂，依次在分散状态下加入pH调节剂、稀释剂、手感剂、发泡微球，后缓慢加入预分散的所述纤维、改性纤维素、稳定剂、固化剂，再依次加入水和增稠剂调整至适当粘度，分散均匀得到含有纤维的涂料。所述涂料的粘度为120000-150000cps，罐内有效储存时间为3个月，加入固化剂后的有效使用时间为4-6h。

根据本发明优选的实施方案，所述待印刷基布为非防水面料和防水面料，若使用防水面料为印刷基布时，需在表面涂布一层聚氨酯胶粘剂。

根据本发明，由于本发明的含有纤维的涂料由柔性树脂和柔性填料共同构成立体架构涂料，充分支撑涂层在布料上的3D造型，所述印刷步骤中，所述印刷步骤涂料在所述待印刷的基布表面的厚度为0.5mm-5mm。这样，在基布表面形成的涂层具有超强的强3D立体效果、良好的承压和受压回弹特性。

根据本发明优选的实施方案，所述固化步骤中，将所述印刷完成后的样品先置于室温下固化24h，再在25-50℃下固化48-96h。

在本发明的第三方面，发明人提供了一种具有3D及纤维效果的布料，采用本发明第二方面所述的应用制备得到。

区别于现有技术，上述技术方案至少具有以下有益效果：

本发明采用水性PU或水性PU改性树脂、改性纤维素和纤维进行低、中、高三个尺度级配得到立体网状结构的含有纤维的涂料，形成一种由柔性树脂和柔性填料共构的立体架构涂料，充分支撑涂层在布料上的3D造型，使涂层具有良好的承压和受压回弹特性，并且涂层的厚度可以高达0.5-5mm。由于纤维的表面特性，内部气泡附着在纤维上，起调和作用，使气泡可保持在小泡粒径在0.01-0.2mm范围，纤维起到了均匀气泡、稳定气泡、保持涂层的均匀性的作用。

本发明中对所述含有纤维的涂料应用于纺织面料上的工艺采用模印，并且对于纺织面料基布的材质、结构等没有特别要求，容易操作。相比于现有技术中具有3D效果的布料而言，本发明形成的涂层边缘更平滑完整，并且具有更好的附着力、耐老化、耐磨和不开裂的特性。在预先设计的情况下，可用该涂料在布料表面形成高起厚的强3D立体效果，结合不同的图案，满足不同的面料需求，极大地丰富和拓展了具有特殊外观效果布料的品种和应用。

附图说明

图1为具体实施方式所述一种含有纤维的涂料形成的具有3D效果涂层的布料放大图；

图2为具体实施方式所述一种含有纤维的涂料布料内部三维级配结构SEM图；

图3为具体实施方式所述一种含有纤维的涂料形成的具有3D效果涂层的布料；

图4为具体实施方式所述另一种含有纤维的涂料形成的具有3D效果涂层的布料。

图5为具体实施方式所述另一种含有纤维的涂料形成的具有3D效果涂层的布料。

图6为具体实施方式所述另一种含有纤维的涂料形成的具有3D效果涂层的布料。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。

实施例1

请参阅图1-3，本实施例提供一种含有纤维的涂料、应用和具有3D及纤维效果的布料。按重量百分数配比往容器中加入所述粒径为0.1μm水性PU树脂(Covestro Impranil DL1116树脂)75％，依次在分散状态下加入所述pH调节剂(陶氏AMP95，有机胺类)0.1％、稀释剂(陶氏PGDA，丙二醇二乙酸酯)1.0％、手感剂(BYK 333，聚醚改性聚二甲基硅氧烷)0.5％、已膨胀的发泡微球(ATAMAN 135AWE70)0.8％，缓慢加入预分散的所述天然纤维1.0％、合成纤维16.9％、粒径为0.5μm的改性纤维素(亚什兰250HEC，羟乙基纤维素聚醚)0.2％、稳定剂(卜赛特STOKAL SAF NEW，硫酸钠盐)0.2％，再依次加入水2％、增稠剂(万华U300，水性非离子型疏水改性聚氨酯增稠剂)0.3％和2.0％固化剂(DSM CX100，氮丙啶交联剂)调整至适当粘度，分散均匀得到含有纤维的涂料。经测试，该含有纤维的涂料的粘度为120000cps。

将裁剪好的涤纶面料基布(在不同的实施方式中，该面料基布可替换为氨纶、混纺、锦纶、棉等基布)在155-160℃下进行预缩，预缩冷却后，将基布铺在基台上。用制备好的纤维浆料，通过预制好厚度为0.5mm的模版模印于该基布表面，将印刷完成后的样品先在室温下固化24h，再在40℃下固化48h，得到如图1、图3所示的厚度为0.5mm、具有3D及纤维效果涂层的布料。

实施例2

请参阅图4，本实施例提供一种含有纤维的涂料、应用和具有3D及纤维效果涂层的布料。按重量百分数配比往容器中加入所述粒径为0.2μm水性PU树脂(Covestro ImpranilDL 1116树脂)67.4％，依次在分散状态下加入所述pH调节剂(陶氏AMP95，有机胺类)0.1％、稀释剂(陶氏PGDA，丙二醇二乙酸酯)2.0％、手感剂(BYK 333，聚醚改性聚二甲基硅氧烷)1.0％、已膨胀的发泡微球1.5％，缓慢加入预分散的所述天然纤维2.0％、合成纤维18.0％、粒径为100μm的改性纤维素(亚什兰250LR，羟乙基纤维素聚醚)0.5％、稳定剂(卜赛特STOKAL SAF NEW，硫酸钠盐)1.0％，再依次加入水3％、增稠剂(ASE60，碱溶胀非缔合型丙烯酸酯增稠剂)0.5％和3.0％固化剂(DesmodurN 3900，异氰酸酯交联剂)调整至适当粘度，分散均匀得到含有纤维的涂料。经测试，该含有纤维的涂料的粘度为130000cps。

将裁剪好的涤纶面料基布(在不同的实施方式中，该面料基布可替换为氨纶、混纺、锦纶、棉等基布)在155-160℃下进行预缩，预缩冷却后，将基布铺在基台上。用制备好的纤维浆料，通过预制好厚度为2.0mm的模版模印于该基布表面，将印刷完成后的样品先在室温下固化24h，再在40℃下固化48h，得到如图4所示的厚度为2.0mm、具有3D及纤维效果涂层的布料。

实施例3

请参阅图5，本实施例提供一种含有纤维的涂料、应用和具有3D及纤维效果涂层的布料。按重量百分数配比往容器中加入所述粒径为0.3μm PU改性树脂(LubrizolPerformax 4388)63.75％，依次在分散状态下加入所述pH调节剂(陶氏AMP95，有机胺类)0.15％、稀释剂(陶氏PGDA，丙二醇二乙酸酯)3.0％、手感剂(BYK 333，聚醚改性聚二甲基硅氧烷)1.5％、已膨胀的发泡微球1.8％，缓慢加入预分散的所述天然纤维3.0％、合成纤维14.0％、粒径为80μm的改性纤维素(亚什兰250LR，羟乙基纤维素聚醚)0.8％、稳定剂(卜赛特STOKAL SAF NEW，硫酸钠盐)2.0％，再依次加入水5％、增稠剂(万华U604，水性非离子型疏水改性聚氨酯增稠剂)1.0％和4.0％固化剂(XR-5508，碳化二亚胺交联剂)调整至适当粘度，分散均匀得到含有纤维的涂料。经测试，该含有纤维的涂料的粘度为140000cps。

将裁剪好的涤纶面料基布(在不同的实施方式中，该面料基布可替换为氨纶、混纺、锦纶、棉等基布)在155-160℃下进行预缩，预缩冷却后，将基布铺在基台上。用制备好的纤维浆料，通过预制好厚度为4.0mm的模版模印于该基布表面，将印刷完成后的样品先在室温下固化24h，再在40℃下固化48h，得到如图5所示的厚度为4.0mm、具有3D及纤维效果涂层的布料。

实施例4

请参阅图6，本实施例提供一种含有纤维的涂料、应用和具有3D及纤维效果的布料。按重量百分数配比往容器中加入所述粒径为0.5μm PU改性树脂(Lubrizol Performax4388)60.0％，依次在分散状态下加入所述pH调节剂(陶氏AMP95，有机胺类)0.2％、稀释剂(陶氏PGDA，丙二醇二乙酸酯)4.0％、手感剂(BYK 333，聚醚改性聚二甲基硅氧烷)2.0％、已膨胀的发泡微球2.0％，缓慢加入预分散的所述天然纤维4.0％、合成纤维11.3％、粒径为100μm的改性纤维素(亚什兰HPCLF，羟丙基纤维素聚醚)1.0％、稳定剂(卜赛特STOKAL SAFNEW，硫酸钠盐)3.0％，再依次加入水6％、增稠剂(万华U604，水性非离子型疏水改性聚氨酯增稠剂)1.5％和5.0％固化剂(DSM CX100，氮丙啶交联剂)调整至适当粘度，分散均匀得到含有纤维的涂料。经测试，该含有纤维的涂料的粘度为150000cps。

将裁剪好的涤纶防水面料基布(在不同的实施方式中，该面料基布可替换为氨纶、混纺、锦纶、棉等基布)在表面涂一层聚氨酯胶粘剂，干燥后在155-160℃下进行预缩，预缩冷却后，将基布铺在基台上。用制备好的纤维浆料，通过预制好厚度为5.0mm的模版模印于该基布表面，将印刷完成后的样品先在室温下固化24h，再在40℃下固化48h，得到如图6所示的厚度为5.0mm、具有3D及纤维效果涂层的布料。

将上述实施例1-4得到的具有3D及纤维效果的布料进行耐压、耐磨、耐曲折、硬度等测试，测试方法分别如下：

耐压测试设备为福建蓝鹰机械有限公司的LY-996B双工位滑台冷热压合机，测试条件6kg，130℃，30s；

耐磨测试是基于ASTM标准的D3886方法进行，测试设备为Atlas通用磨损测试仪(UWT)，样品裁片为112mm直径的圆片，膨胀压力5.5-6.5磅每平方英寸，磨头重量454g；

耐曲折测试设备为高铁检测仪器(东莞)有限公司GT-7071-B仪器上进行，裁样尺寸为A向3.7cm x6.7cm，B向3.7cm x6.7cm各至少1片，样品安装在夹器上后，进行100000次测试；

硬度测试设备型号是日本三量，邵氏硬度计LAC-J 20-60HA。

本发明实施例1-4得到的具有3D及纤维效果涂层的布料根据上述测试得到的结果如表1所示。

表1实施例1-4提供的具有3D及纤维效果涂层面料测试结果

从表1的测试结果可知，按照本发明的技术方案提供的具有3D及纤维效果涂层面料在上述耐压测试条件下的高度(厚度)保持率均能维持在85％以上，在上述耐磨测试条件下的可耐磨损的圈数高达3500圈以上，在上述耐曲折测试条件的耐曲折次数均可达100000次，硬度指数达20以上。

本发明在布料上形成的涂层边缘平滑完整，具有更好的附着力、耐老化、耐磨和不开裂的特性。根据预先设计的图案，可用在布料表面形成高起厚的强3D立体涂层效果，满足不同的面料需求，极大地丰富和拓展了具有特殊外观效果布料的品种和应用。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (4)

1.一种具有3D及纤维效果的布料，其特征在于，采用包括以下步骤的制备方法制备得到：

制备涂料：按重量百分数配比往容器中加入水性PU或PU改性树脂，依次在分散状态下加入pH调节剂、稀释剂、手感剂、发泡微球，后缓慢加入预分散的纤维、改性纤维素、稳定剂、固化剂，再依次加入水和增稠剂调整至适当粘度，分散均匀得到含有纤维的涂料；

准备待印刷的基布：将裁剪好的布料在155-165℃下进行预缩，得到所述待印刷的基布；

印刷：通过预设厚度的模印将所述含有纤维的涂料印刷于所述待印刷的基布表面，所述印刷步骤涂料在所述待印刷的基布表面的厚度为0.5 mm-5 mm，得到印刷完成后的样品；

固化：将所述印刷完成后的样品固化，得到具有3D及纤维效果的布料；

后处理：将所述具有3D及纤维效果的布料直接或裁剪后应用于纺织产品中；

所述含有纤维的涂料按重量百分数计，含有：

改性纤维素0.2-1.0 %；

水性PU或水性PU改性树脂60-90 %；

水 2-6 %；

稳定剂 0.2-3.0 %；

pH调节剂 0.1-0.2 %；

稀释剂 1-4 %；

纤维1-20 %；

增稠剂0.3-1.5%；

发泡微球0.8-2%；

手感剂0.5-2%；

固化剂 2-5 %；

所述改性纤维素为羟丙基或羟乙基纤维素聚醚，所述改性纤维素的粒径为0.5μm-100μm，所述水性PU或水性PU改性树脂的粒径为0.1μm-0.5μm，所述稳定剂为硫酸钠盐，所述pH调节剂为有机胺类，所述稀释剂为丙二醇二乙酸酯，所述纤维为天然纤维或合成纤维，所述增稠剂为水性非离子型疏水改性聚氨酯或者丙烯酸酯，所述手感剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷，所述固化剂为异氰酸酯、氮丙啶或碳化二亚胺类固化剂，所述纤维的长度为0.5μm-1000μm。

2.根据权利要求1所述的具有3D及纤维效果的布料，其特征在于，所述水性PU树脂为Covestro Impranil DL 1116树脂，水性PU改性树脂为Lubrizol Performax 4388。

3.根据权利要求1所述的具有3D及纤维效果的布料，所述待印刷基布为非防水面料和防水面料，若使用防水面料为印刷基布时，需在表面涂布一层聚氨酯胶粘剂。

4.根据权利要求1所述的具有3D及纤维效果的布料，其特征在于，所述固化步骤中，将所述印刷完成后的样品先置于室温下固化24 h，再在25-50℃下固化48-96 h。

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