1、熔融體涂層
涂層技術的創(chuàng)新是多方面的,其中涂層材料的研發(fā)是最活躍的。新的、優(yōu)秀的涂層材料的出現(xiàn),往往會催生新的涂層設備、工藝和產(chǎn)品,所以一直是涂層工作者注視的焦點。近年來,引人注目的是熱塑性涂層劑熔融體涂層的開發(fā),對涂層技術的發(fā)展有著重大的影響。
對涂層劑,大致有以下三個方面的要求。
① 工藝性能好,涂層操作容易掌握、容易調(diào)節(jié),品種也多;
② 經(jīng)濟,即"成本/功能"較低;
③ 對環(huán)境友好,即節(jié)約資源、減少污染,使用可回用或可再生的產(chǎn)品。
長時間來,我們使用的溶劑型涂層劑工藝性能比較好,所以廣泛使用,用量也比較大。但由于使用大量有機溶劑,很不經(jīng)濟;且它們易燃、有毒,帶來很多麻煩;最令人不安的是它們對環(huán)境的危害。因此想方設法減少或消除這些缺點,例如煙道氣的噴淋吸收法、單一溶劑法、焚燒法等,效果都不理想。亦有人想徹底不用溶劑或分散媒介,即研制100%含固量的涂層劑。他們用預聚體代替溶劑,使整個涂層材料具有必需的流動性,然后在涂布后的固化工序中,完成聚合反應。這項研究工作持續(xù)了許多年,仍未成功。
而最近幾年發(fā)展很快的熔融體涂層,才真正實現(xiàn)了無溶劑,也不用水作分散媒介的目標,它用的原料主要是熱塑性聚氨酯,通過下列三類設備進行涂布:
(1)單螺桿擠出機后接槽口模,熱塑性粒料在擠出機中塑化熔融,然后通過槽口模形成流涎膜,用一對輥筒將膜壓在基布上;
(2)在熔融槽中或一對熔融輥將粒料熔融,由輥與輥之間狹隙控制膜的厚度,然后通過加壓輥、轉(zhuǎn)移輥、軋紋輥等等和基布復合、冷卻和進一步加工。這一類設備價格比單螺桿擠出機低一些,是目前熔融體涂層設備的主流;
(3)圓網(wǎng)涂頭和圓網(wǎng)印花機結構大致相同,在刮刀和圓網(wǎng)之間安排一根送料管,把熔融體送進圓網(wǎng),依靠刮刀壓力,使熔融體透過圓網(wǎng)粘在基布上。圓網(wǎng)涂頭的關鍵在于用循環(huán)熱空氣將圓網(wǎng)及周邊區(qū)域均勻加熱,并保持在一定溫度范圍內(nèi),才能使涂布操作穩(wěn)定地進行。
這三類設備各有特長,擠出法可以得到完整的薄膜,而多輥系統(tǒng)、圓網(wǎng)涂頭可以作點涂,也可以涂出圖案花紋。這三類設備也可以作層壓機,涂層材料是粘合劑,把兩層薄片粘在一起。
由于熔融體涂層、層壓的設備成功用于生產(chǎn),對環(huán)境的好處及在經(jīng)濟上、產(chǎn)品質(zhì)量上的優(yōu)點是很明顯的。使用這類設備,完全免去了烘箱,節(jié)省了投資,節(jié)省了烘箱消耗的大量能源,烘燥過程中所產(chǎn)生的質(zhì)量病疵也隨之消失了。目前熔融體涂層設備價格比較高,生產(chǎn)的品種也比較少,不能期待它完全取代溶劑型涂層和水分散體涂層,但它的優(yōu)越性是明顯的,它代表涂層工藝發(fā)展的一個方向。
2、氣-固相涂層
另一個有意義的發(fā)展是氣-固相涂層工藝的出現(xiàn),文獻上稱之氣相沉積法,即利用物理的手段,將涂層材料的蒸汽沉積在基布上。真空涂鋁和磁控濺射涂合金的技術,都屬于這種方法,但近年來出現(xiàn)的大氣壓下等離子體加工法有了兩個突破:在大氣壓下加工,不必局限在真空的容器里,使加工處理簡便易行,有人稱贊它是耐用的、廉價的、易調(diào)整的、多功能的方法;其次,涂層材料不限于金屬,也可涂非金屬,現(xiàn)在已有電暈放電外加氣溶膠噴射器的技術,在等離子體的作用下,氣溶膠內(nèi)的物質(zhì)會和基布纖維發(fā)生反應,從而提升了織物的功能。
等離子體加工最早用于整理織物、涂層織物的前處理,因為它能清潔、刻蝕纖維表面或使纖維表面變性,使原來光滑的表面變成凹凸不平,從而提升了整理的效果;或使原來呈化學惰性的材料獲得更好的粘結力,因而成功地應用到聚四氟乙烯膜的層壓織物的生產(chǎn)過程中。這種刻蝕發(fā)生在纖維的淺表面,不會影響纖維的力學性能。
在等離子體加工時,使用氦氣和三氟甲烷(或其它碳氟化合物)為介質(zhì),能在刻蝕作用的同時,在纖維表面導入含氟基團,形成很薄的拒水層,這對于原來有親水性的織物來說(如棉、絲、維綸),既有拒水性,又不失其透氣透濕性,加工方法又很簡單,這是個很好拒水整理的方法。
均勻的等離子體處理器配上均勻的氣溶膠噴射器,可使織物獲得更多的功能,如抗菌性、防水解性、防靜電(積聚)性、聚氨酯涂層膜的抗抓刮性等等。
大氣壓下等離子體加工技術,是完全不用溶劑、不用水的氣固相加工方法,既經(jīng)濟而無公害,它使傳統(tǒng)整理加工時繁復的過程變得十分簡單、所以它被認為是21世紀最有潛力的新技術。
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