水性微多孔防水透湿膜的制备及应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种水性微多孔防水透湿膜的制备及应用。水性微多孔防水透湿膜，所用原料及重量份配比为：水性自交联PU涂层剂：羧甲基纤维素纤维：消泡剂：软水=100：15～30：0.5～2：80～120。水性微多孔防水透湿膜的制备，包括以下步骤：（1）涂层剂的配制；（2）涂膜；（3）汽蒸；（4）烘干。水性微多孔防水透湿膜的应用，包括借助于粘合机用热熔胶将本发明制得的水性微多孔防水透湿膜层压到织物表面。本发明工艺简单，经本发明制备的水性微多孔防水透湿膜整理后的织物具有很好的防水透湿性能，且手感柔软，穿着舒适，生产成本低，附加值高，环保无公害，应用前景广阔。
【专利说明】水性微多孔防水透湿膜的制备及应用
【技术领域】
[0001]本发明属于纺织【技术领域】，具体涉及一种水性微多孔防水透湿膜的制备及应用。
【背景技术】
[0002]随着社会的发展，人们生活水平的提高，人们对面料的功能性、服用舒适性和环保要求也越来越高，防水透湿织物在功能性纺织品中具有重要地位。防水透湿织物按其加工方法和原理可分为三种:
Cl)紧密型防水透湿织物是由细度小于Idtex的超细纤维织造，利用织物经纬交织间的间隙或孔径小于水滴最小直径而大于水蒸汽的直径，从而达到防水透湿的目的。紧密型防水透湿织物轻薄耐用，手感、透湿性和悬垂性好，但织物撕裂性能、防水性能较差，且纺纱织造需特殊技术,生产成本高,加工困难；
(2)涂层型防水透湿织物是以高分子材料为涂层剂，以一定方法施加至织物表面使其成膜并粘合固着在织物表面的一种整理技术，其具有很好的防水性能，但手感不佳、透湿性较差；
(3)薄膜层压型复合织物将优良的防水透湿性和防风保暖性集于一身，具有明显的技术优势。它是将无孔亲水薄膜或透湿微孔薄膜借助于特殊的粘合剂层压到普通织物上，取长补短，具有很好的防水和透湿效果。1976年，随着PTFE (聚四氟乙烯)膜防水透湿层压织物Gore-tex研制成功，薄膜层压型防水透湿织物得以迅速发展。PTFE微孔膜是将PTFE膜加热至熔点以下，以双向急速延伸，使其呈微纤状微多孔结构，据称该薄膜每平方英寸具有90亿个孔隙，每个孔隙直径均小于液态水滴直径而大于水蒸汽直径，因此具有极其优异的防水透湿性能，而且可以与任何织物层压，选材范围广、设计灵活、少污染等优点，但工艺复杂，生产成本高，很难量产推广。
【发明内容】
[0003]本发明针对【背景技术】提出的不足，研究开发了一种水性微多孔防水透湿膜的制备及应用，其目的在于提供一种工艺简单、生产成本低、环保的微多孔防水透湿膜的制备方法。
[0004]本发明的技术解决方案:
水性微多孔防水透湿膜，其特征在于:所用原料及重量份配比为:水性自交联PU涂层剂:羧甲基纤维素纤维:消泡剂:软水=100:15?30:0.5?2:80?120。
[0005]水性微多孔防水透湿膜的制备，其特征在于:包括以下步骤:
(1)涂层剂的配制:按上述配比，在水性自交联PU涂层剂中添加羧甲基纤维素纤维(CMC)，消泡剂和软水，在高速剪切机下以4000转/min高速搅拌、剪切15?30min，使集聚的羧甲基纤维素纤维小颗粒(CMC纤维容易絮凝)充分分散于水性自交联PU涂层剂中，制得粘度为6000?9000cps的涂层剂；
(2)涂膜:将步骤(I)中所制得的涂层剂借助于涂层机均匀刮涂于离型纸上形成涂膜； (3)汽蒸:将步骤(2)中所制得的涂膜放置于温度为90?105°C、相对湿度为85?100%RH的汽蒸箱中处理5?lOmin。；
(4)烘干:将步骤(3)中经汽蒸处理后的涂膜在烘箱中于120?140°C烘干2?3min，即可制得本发明的水性微多孔防水透湿膜。
[0006]水性微多孔防水透湿膜的应用，其特征在于:借助于粘合机用热熔胶将本发明制得的水性微多孔防水透湿膜层压到织物表面。
[0007]所述水性自交联I3U涂层剂型号为HU-201B-2。
[0008]所述羧甲基纤维素纤维醚化度为0.9?1.2。
[0009]所述消泡剂型号为USZ-10A。
[0010]所述制备步骤(4)中水性微多孔防水透湿膜的厚度为15?20μπι。
[0011]所述应用中热熔胶涂敷量为15g/m2。
[0012]所述应用中热熔胶粘度为10 Pa.S。
[0013]所述应用中层压温度为95°C。
[0014]本发明原理在于:刮涂有涂层剂的离型纸放置于90?105°C、相对湿度为85?100%RH的汽蒸箱中处理5?1min,由于PU分子不吸水,其附近的水分子蒸发而慢慢充分固化交联成膜(失去流动性)，而分散于膜中的集聚的羧甲基纤维素纤维(吸水性极强)颗粒由于不断吸收水蒸汽作为补充而始终保持吸水膨胀状态，然后在120?140°C烘箱中烘干2?3min，湿润膨胀的羧甲基纤维素纤维颗粒失水体积变小而在膜上留下微孔，其原理示意图如附图1所示。
[0015]本发明的有益效果:本发明工艺简单，经本发明制备的水性微多孔防水透湿膜整理后的织物具有很好的防水透湿性能，且手感柔软，穿着舒适，生产成本低，附加值高，环保无公害，应用前景广阔。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明原理示意图。
[0017]图2为汽蒸条件一(60?80°C、60?80%RHX5?1min)形成膜的表面扫描电镜图片。
[0018]图3为汽蒸条件一(60?80°C、60?80%RHX5?1min)形成膜的断面扫描电镜图片。
[0019]图4为汽蒸条件二(90?105°C、85?100%RHX5?1min)形成膜的表面扫描电镜图片。
[0020]图5为汽蒸条件二(90?105°C、85?100%RHX5?1min)形成膜的断面扫描电镜图片。
【具体实施方式】
[0021]以下是本发明的具体实施例，这些实施例可以对本发明作进一步的补充和说明，但本发明并不限于这些实施例。
[0022]以下实施例的性能测试具体方法如下:
a.静水压测试:按GB/T4744-1997标准进行测试，单位为mm水柱； b.透湿性测试:按GB/T12704-1991《纺织织物透湿量测试法-透湿杯法》测试，测试时采用正透湿杯法。
[0023]实施例1 (汽蒸条件一)
(1)涂层剂的配制:在100份水性自交联PU涂层剂HU-201B-2中添加15份羧甲基纤维素纤维，0.5份消泡剂USZ-10A和80.5份软水，在高速剪切机下以4000转/min高速搅拌、剪切20min，使集聚的羧甲基纤维素纤维小颗粒(CMC纤维容易絮凝)充分分散于PU涂层剂HU-201B-2中，制得粘度为8600cps的涂层剂；
(2)涂膜:将上述制得的涂层剂借助于涂层机均匀刮涂于离型纸上；
(3)汽蒸:把上述涂膜放置于温度为60°C和相对湿度为75%RH条件下的汽蒸箱中处理1min ；
(4)烘干:把上述汽蒸处理后的涂膜在130°C烘箱中烘干3min，取出即可把形成于离型纸上的薄膜揭下使用。
[0024]从图2 (膜的表面电镜图片)和图3 (膜的断面电镜图片)可以看到，在60°C、75%RH相对湿度的湿热条件下处理1min制得的膜没有形成微孔。考虑其原因为，60°C的汽蒸温度较低，1min后PU分子没有完全自交联仍具有一定的流动性，在130°C烘干过程中，I3U涂层剂重新填平极度膨胀的CMC颗粒由于迅速失水体积缩小而留下的微孔。
[0025]实施例2 (汽蒸条件二)
(1)涂层剂的配制:在100份水性自交联PU涂层剂HU-201B-2中添加15份羧甲基纤维素纤维，0.5份消泡剂USZ-10A和80.5份软水，在高速剪切机下以4000转/min高速搅拌、剪切20min，使集聚的羧甲基纤维素纤维小颗粒(CMC纤维容易絮凝)充分分散于PU涂层剂HU-201B-2中，制得粘度为8600cps的涂层剂；
(2)涂膜:将上述制得的涂层剂借助于涂层机均匀刮涂于离型纸上；
(3)汽蒸:把上述涂膜放置于温度为95°C和相对湿度为100%RH条件下的汽蒸箱中处理1min ；
(4)烘干:把上述汽蒸处理后的涂膜在130°C烘箱中烘干3min，取出即可把形成于离型纸上的薄膜揭下使用。
[0026]从图4(膜的表面电镜图片)和图5(膜的断面电镜图片河以看到，在95°C、100%RH相对湿度的湿热条件下处理1min形成了大量贯通的直径小于20 μ m (小于液态水滴的最小直径)的微孔膜。考虑其原因为，95°C、100%RH相对湿度条件下汽蒸lOmin，I3U分子完全固化自交联而失去流动性，在130°C条件下烘干3min，分散于PU分子中的吸水膨胀的CMC颗粒失水体积大大缩小而在膜中留下微孔，由于PU分子在95°C、100%RH相对湿度条件下汽蒸时已经完全固化交联而失去流动性，从而不能重新填补由于集聚的CMC颗粒失水体积缩小而留下的微孔。
[0027]实例3 (在毛涤混纺面料上的应用)
织物:毛涤单面哔叽(羊毛:50%，涤纶50%)
借助于粘合机用热熔胶将汽蒸条件二所制得的水性微多孔防水透湿膜层压到毛涤单面哔叽上并测试其防水透湿性能，其中，热熔胶涂敷量为15g/m2，热熔胶粘度为10 Pa.s,层压温度为95 C。
[0028]微孔膜层压到毛涤单面哔叽织物后织物的性能测试结果如下: a.耐静水压:750mm水柱；
b.透湿量:8860g/m2.24h。
[0029]因此，该微孔膜层压到毛涤单面哔叽织物上，具有很好的防水
透湿性能，穿着舒适，生产成本低，附加值高，且环保无污染，应用前景广阔。
[0030]总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。
[0031]上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定；同理，本发明说明书所提供的外形及结构示意图，也只是为了方便说明本发明的结构和安装的步骤与方法，并非是对本发明外形的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
【权利要求】
1.水性微多孔防水透湿膜，其特征在于:所用原料及重量份配比为:水性自交联PU涂层剂:羧甲基纤维素纤维:消泡剂:软水=100:15?30:0.5?2:80?120。
2.水性微多孔防水透湿膜的制备，其特征在于:包括以下步骤:(1)涂层剂的配制:按上述配比，在水性自交联PU涂层剂中添加羧甲基纤维素纤维，消泡剂和软水，在高速剪切机下以4000转/min高速搅拌、剪切15?30min，使集聚的羧甲基纤维素纤维小颗粒充分分散于水性自交联PU涂层剂中，制得粘度为6000?9000cps的涂层剂； (2)涂膜:将步骤(I)中所制得的涂层剂借助于涂层机均匀刮涂于离型纸上形成涂膜； (3)汽蒸:将步骤(2)中所制得的涂膜放置于温度为90?105°C、相对湿度为85?100%RH的汽蒸箱中处理5?1min ； (4)烘干:将步骤(3)中经汽蒸处理后的涂膜在烘箱中于120?140°C烘干2?3min，即可制得本发明的水性微多孔防水透湿膜。
3.水性微多孔防水透湿膜的应用，其特征在于:借助于粘合机用热熔胶将本发明制得的水性微多孔防水透湿膜层压到织物表面。
4.如权利要求1所述一种水性微多孔防水透湿膜，其特征在于:所述水性自交联PU涂层剂型号为HU-201B-2。
5.如权利要求1所述一种水性微多孔防水透湿膜，其特征在于:所述羧甲基纤维素纤维醚化度为0.9?1.2。
6.如权利要求1所述一种水性微多孔防水透湿膜，其特征在于:所述消泡剂型号为USZ-10A。
7.如权利要求2所述一种水性微多孔防水透湿膜的制备，其特征在于:所述步骤(4)中水性微多孔防水透湿膜的厚度为15?20 μ m。
8.如权利要求3所述一种水性微多孔防水透湿膜的应用，其特征在于:所述热熔胶涂敷量为15g/m2。
9.如权利要求3所述一种水性微多孔防水透湿膜的应用，其特征在于:所述热熔胶粘度为 10 Pa.S。
10.如权利要求3所述一种水性微多孔防水透湿膜的应用，其特征在于:所述层压温度为 95。。。
【文档编号】B05C1/06GK104226529SQ201410362451
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2014年7月29日
【发明者】刘伟, 姜爱娟, 孟令杰, 程锦绣, 高为顺 申请人:江苏箭鹿毛纺股份有限公司