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黏合衬的发展及其思考

2014-03-26

产业用纺织品 2014年12期
关键词:基布热熔胶涂层

(1. 青岛大学纺织学院,青岛,266071;2. 青岛通标标准技术服务有限公司,青岛,266101;3. 维柏思特衬布〔南通﹞有限公司,南通,226121)

我国黏合衬的发展起步于20世纪80年代,经过30多年的发展,已经形成了一个产品齐全、性能优良、技术较为先进的服装辅料新领域。虽然黏合衬行业的发展迅猛,但是业界更为关心的是黏合衬行业将向何处发展。

1 黏合衬布的发展

1930年德国库夫纳公司开始研制黏合衬布;1954年英国人研制出了局部黏合衬,这可以看作黏合衬布行业的起步;1958年首批热熔黏合衬问世,并逐步实现工业化大生产,英国服装业于1960年开始正式使用黏合衬,可以视为黏合衬的产业化应用[1]。我国黏合衬研制起步较晚,而且由于当时生产技术差、热熔胶品种少、机械设备相对落后等因素的影响,导致生产的黏合衬质量较差,透气性、回弹性差,手感硬,热熔胶涂敷不均匀,极大地限制了黏合衬的使用范围。20世纪80年代,我国的黏合衬生产得到了快速发展,引进了近60条生产线,建立了160余家专业衬布工厂,形成了具有一定规模的衬布生产体系,并逐步向高档化、系列化方向发展。90年代,我国黏合衬布质量逐步提高,品种不断增加,涂层工艺及设备也日趋齐全[2]。而进入21世纪后,我国的黏合衬行业得到了飞速发展,不仅质量更进一步,而且品种、性能也出现多样化,已出口到世界40多个国家和地区,产品质量达到国际先进水平,从而实现了我国黏合衬工业从无到有、从小到大的目标,已形成从原材料到涂层生产线、前处理、后整理,以及测试方法与标准、服务贸易等较为完整的生产体系。

1.1 基布及处理技术

黏合衬的基布可以是机织的、针织的和非织造的。近年来,黏合衬基布正由厚重型向薄型及超薄型方向发展,不仅纱线的特数减小,而且所采用的纤维品种更新、更广泛,如玉米纤维、珍珠纤维、竹纤维、牛奶纤维、纳米纤维、有机导电纤维,以及具有特殊功能的防电磁辐射纤维、抗紫外线纤维等多种纤维已得到广泛应用,使衬布具有更多的功能。

机织衬布由最初的普通低质平纹布向高支超细方向发展,目前日本日东纺株式会社已研发出纤维线密度达到0.8 tex的超薄型衬布。而国内市场则相对落后,基布纤维线密度处于由5.6 tex向1.7 tex发展阶段,其中,休闲服装主要以3、5.6 tex为主,西装以8 tex为主,国内虽已出现1 tex超薄型衬布,但使用较少。基布组织结构也趋于多样化,不只局限于平纹等简单组织,而是较多采用斜纹、乱斜纹、顺斜纹以及一些更为复杂的组织结构;同时,单丝组织也在不断创新,采用混纺、包缠、包芯、并捻、复合以及不同纱线与长丝进行交织等工艺[3]。国内衬布厂针对高级女性时装的需求,开发了超薄型机织黏合衬,手感柔软,穿着舒适,并在双点涂层工艺中采用了新配方、新助剂以及改进型无粉基浆等技术,部分解决了掉粉和渗浆等现象。

针织衬布以其优良的弹性可以更好地满足弹性服装面料的用衬要求,已出现了许多品种。目前已有纬编衬、经编衬、无纺加缝编衬、低弹衬、高弹衬,以及近年来获得快速发展的四面弹衬和高支高目衬[4-5],使针织衬布的应用更为广泛。

随着服装向轻、薄、软、挺潮流方向的发展,非织造布在黏合衬行业中的地位日益重要。非织造基布由最初的浸渍法非织造布向涤纶、涤/尼、100%尼龙热轧法薄型非织造布方向发展。自20世纪90年代以来,已出现了很多新品种,如薄型涤纶纺黏非织造黏合衬布和特种水刺非织造黏合衬布,以及随后出现的高档热轧、水刺、复合浆点黏合衬布,耐砂洗、耐酵素洗非织造基布,有机硅油整理柔软型非织造基布,羊绒超柔非织造基布等多种薄型非织造衬布也逐渐得到应用[6-7]。

尽管黏合衬基布的品种多样,但还是难以满足各种功能性服装和智能服装的使用要求,因此,必须加大力度开发各种功能型黏合衬用基布。在基布的生产过程中,不仅采用了功能性纤维,而且还采用了多种技术。例如1988年美国就开始使用涤纶镀镍基布,随后又将芳纶防弹布作为防弹服的里衬;芬兰也采用智能型的纺织材料作基布,研发出可自动调节温度的衬布;国内有关企业利用陶瓷纤维可吸收远红外的特性,作为黏合衬基布,开发出了具有保暖性并可促进血液循环的环保型功能衬布[8];中国香港三利赛尔夫公司将微胶囊技术应用于衬布基布的生产工艺中,成功开发出了以GN-03为代表的抗菌含香系列黏合衬;还有其他一些知名厂家生产的各种防护衬、保健衬、智能衬等功能型黏合衬,极大地提高了服装及衬布的附加值和技术含量,甚至可实现“衬布让服装更智能”。

伴随着各种基布新品种的出现,基布前处理及后整理工艺尤显重要,处理的好坏会直接影响到衬布的手感及功能。在黏合衬布发展早期,由于技术和设备的限制,大多数基布不经涂层前处理,对涂层后的整理技术也不够重视,所生产的黏合衬布质量较差。后来人们逐渐意识到了前处理和后整理的重要性,同时对处理工艺不断进行改进和完善,以满足黏合衬布行业的需求。

早期的基布前处理工艺比较简单,仅经过退浆精练、拉幅定型和染色等工艺,主要是为了去除杂质和确保尺寸稳定性,以便于涂层加工。随着技术的发展,根据基布不同的纤维成分及组织结构,前处理工艺也越来越具有针对性和专一性,如为了改善基布手感,出现了机械磨毛和起毛加工,采用化学柔软剂处理,进行树脂整理等新方法、新工艺[9]。

尽管工艺有所改善,但由于处理过程中需要使用大量的化学试剂,会对环境造成一定危害。随着人们对环保意识的提高和对绿色消费观念的增强,在追求“衣饰时尚化”的同时更讲究健康。为此有的企业在生产中采用“环保法前处理”和“物理法后整理”技术,如利用现代生物酶技术替代传统碱氧氯漂工艺,以减少对环境的污染和对人体的危害;采用悬浮松式烘干机进行物理机械预缩整理技术替代传统的高树脂防缩整理技术,既保证了基布的尺寸稳定性,又可减少游离甲醛含量,规范生产流程,确保清洁节能,并保证产品质量的稳定性,使产品达到生态纺织品的要求。

1.2 热熔胶

经济和技术的快速发展推动了热熔胶行业的巨大进步,经过30多年的发展,逐渐由更细的粉末状热熔胶取代了颗粒状热熔胶,产量日益增加,品种也趋于多样化,并在传统的聚酰胺(PA)类、聚酯(PET)类、聚乙烯(PE)类、聚氨酯(PU)类、聚氯乙烯(PVC)类、聚醋酸乙烯(EVA)及乙烯-醋酸乙烯共聚(EVAL)类热熔胶的基础上不断进行接枝改性创新,以求获得性能更加优良的热熔胶粉,更好地推动衬布行业的发展。

20世纪60年代,瑞士伊姆斯(EMS)公司和德国普莱特波恩(PLATE BONN)公司开发出了以PA12为主的低熔点共聚酰胺,其中,以PA6、PA66、PA12三元共聚物为代表,具有优良的黏合性和耐洗性,被视为热熔胶的起步阶段。我国对热熔胶的研制起步较晚,大多数依赖进口,价格也比较昂贵。直到20世纪80年代,LDPE和EVAL胶粉的成功研制才使我国热熔胶粉逐步实现国产化,80年代末,以PA1010为主体的三元PA胶粉在国内研发成功并获得黏合衬企业的青睐。沧州军需化工厂于1994年成功研制出的PES胶,以其较好的综合性能在我国得到推广应用;1996年PA1212在国内开发成功,进一步改进了PA胶的黏结性能; 2000年底,以PA12为主体的PA6、PA66、PA12三元共聚酰胺热熔胶仍需进口,而性能优良的PU类热熔胶的研制在国内尚属空白[10]。2008年国际金融危机过后,热熔胶相关下游工业逐渐恢复活力,刺激了热熔胶需求稳增,对热熔胶的改性及创新性研究也取得了较大的进展,其应用范围不断扩大,尤其是PU热熔胶近年来得到了快速发展。

在热熔胶的改性方面,通过调节PA6、PA66、PA1010三组分的配比,可获得最低熔融指数与最佳黏合性的三元共聚酰胺热熔胶[11];为了使EVA胶各组分间的相容性更好、性能更稳定,可将改性淀粉与EVA共混制备低成本耐水洗热熔胶,并具有较好的环保性[12];由于PU胶的软化点较高,在黏合衬布的应用中较困难,因此可采用多元共聚法,并通过调节聚合物中刚性与柔性分子链段的配比,成功降低PU胶的软化点并保持较强的黏结性[13];为了改善PET胶粉的柔韧性和低温性能,可在涤纶树脂中添加二聚脂肪酸,通过共缩聚反应制备出聚酯酰胺热熔胶,既可保证其优良性能,又可大大降低生产成本[14]。在一些特种功能的黏合衬布中,对热熔胶的选择和使用也有较多的研究。例如,经过大量试验研究,采用橡胶弹性体类胶黏剂涂布芳纶防弹无纬布,不仅可以保证无纬布优良的防弹性能,而且可提高其耐老化和耐洗性能,彻底改变了水溶性热熔胶在无纬布生产中的独霸地位,既解决了由于水分蒸发造成的布面不平整等问题,又可以节约成本,提高生产效率[15]。

虽然我国对热熔胶粉的研发已趋于成熟,但是现阶段的热熔胶产品主要是以石油为基础的衍生品,对环境有一定的危害,相关组分大多属于不可再生资源。为了解决对石油的过度依赖及可生物降解等问题,以满足建设环保型社会的要求,生物环保型热熔胶逐渐发展起来。理想的生物环保型热熔胶应是100%来自于可再生资源,具有较好的弹性、热塑性及热稳定性,较低的熔融黏度等。目前,主要包括反应型热熔胶、水基型热熔胶、压敏型热熔胶及可生物降解型热熔胶[16]。其中,反应型热熔胶是指在热塑性的树脂分子中引入活性基团,并通过活性基团的反应使之发生交联、固化反应合成的热熔胶,它兼有热熔胶和反应型黏结剂的性能;水基型热熔胶是指聚合物支链上含有亲水性官能团的热熔胶,以水为介质,生物相容性好,工艺简单,使用方便,以丙烯酸酯、增黏树脂等为原料可制备出高固含量水基型热熔胶[17];压敏型热熔胶兼有热熔及压敏的双重特性,熔融状态下进行涂布,冷却后略施轻压即可黏合,不含有机溶剂,无污染[18];可生物降解热熔胶[19]是指在生物酶的催化作用下,通过一系列化学反应,可将热熔胶中含有的复杂有机物转化为简单有机物或无机物热熔胶。

1.3 涂层技术和设备

我国黏合衬涂层技术经历了热熔转移法、撒粉法、粉点法、浆点法,但随着涂层工艺的不断创新,这些传统的涂层技术开始受到新工艺的挑战,在原有的涂层方法中出现了技术突破。单就撒粉涂层法来说,已陆续出现了圆网撒粉、气流撒粉、脉冲撒粉等[20],虽同为撒粉法黏合衬,但产品质量却大不相同。尤其是双点涂层技术和设备的引进,使涂层技术普遍升级换代,并逐步形成了双粉点、双浆点、浆点撒粉法工艺纷呈的新格局。

我国的机织黏合衬在20世纪80至90年代是以撒粉和粉点法为主,到90年代后期多以双点涂层法为主。而非织造衬在20世纪80至90年代主要以浆点法为主,到90年代后期则大力推行浆点深层法[21]。

为了紧跟国外衬布领域发展的步伐,国内的许多厂家大量采用国际上最先进的涂层生产技术,不断开发新产品。例如,南通江淮衬布有限公司从瑞士引进了先进的VILLARS粉点涂层设备,使黏合衬布年生产量大大提升;我国还引进了国外先进涂层工艺Stock公司开发的内封闭充压式刮刀技术,解决了部分双点衬易掉粉等问题;2004年,德国骏马公司开发的Doublespot XS(革新涂层)技术进入中国市场,进一步推动了我国涂层技术的发展。我国黏合衬生产厂家不仅大力引进国外先进涂层工艺和设备进行生产,而且在生产中对新工艺、新设备进行消化和吸收,并不断思考和创新,努力赶超国际先进水平,已开发出许多新工艺。如我国自主研发的精密撒粉技术及冷转移涂层工艺,超过了德国的圆网粉点涂层工艺;在涂层设备的制造方面,以上海大和机械制造有限公司为首的一大批设备制造商对涂层设备不断进行改进和创新,已有大量设备出口东南亚、中东以及我国香港地区,大大缩短了我国与国际发达国家在涂层技术和设备制造上的差距。

与早期传统的涂层工艺相比,现在的工艺不仅效率高,而且产品质量和手感都有较大改善,极大地提高了产品的附加值。虽然我国的黏合衬布涂层设备已批量出口东南亚及拉美等地,但是由于技术水平和制造精度等原因还较少进入欧美等国家市场。

1.4 黏合衬与面料的配伍性

为了满足服装和黏合衬布行业的飞速发展以及消费者的需求,要有针对性地将服装面料与黏合衬进行匹配,并使黏合后的面料具有优良的性能。国内外众多衬布专家对服装面料与黏合衬的配伍性进行了大量研究,力求做到合理配伍,以起到“锦上添花”的效果。

目前,比较先进的配伍方法有正交试验法、回归分析法[22]、人工神经网络法[23-24]和模拟分析法[25],由于这些方法都是建立在数据处理和计算机建模的基础上,多限于实验室研究,大多数企业还是采用生产试验法[26]。

随着科技的进步和人们生活水平的提高,更加新颖独特的面料和款式不断设计出来,人们对黏合衬的要求已从传统的使服装具有挺括、舒适、美观的功能发展到具有更多特殊功能的产品。特别是近年来各种功能性和智能服装的出现,加大了开发功能型衬布的力度,相继涌现出了绿色环保、抗菌含香、抗紫外线、防湿透气、防电磁辐射、可产生远红外辐射保暖等衬布。虽然各种功能性高端衬布种类日益繁多,但是目前我国衬布业仍存在一些问题,一方面,一部分衬布产品供过于求;另一方面,许多新品服装找不到可配伍的合适衬布,出现了供不应求的现象。此外,对黏合衬与服装的实际配伍性应用方面的研究还比较少,导致许多具有特殊功能的黏合衬在服装业中并没有得到广泛应用。

2 对未来发展的思考

30多年来,虽然我国黏合衬布经过不断研发取得了令人瞩目的成就,已步入“衬布强国”行列,但仍需继续改革和创新。要更多地采用新材料、新技术,不断加大研发力度,开发出有特色、功能性的新型黏合衬,以配伍高端服装,提高附加值。要以现代纺织的新理念,在国际黏合衬领域占据有利位置,高屋建瓴,努力争取达到世界领先水平。

2.1 加大创新力度,提升产品档次

在基布生产过程中,要进一步扩大功能环保型新材料和超细旦纤维的应用,并采用多样变化组织结构,满足特殊服装用衬的要求。为了更好地体现出黏合衬的使用价值,在对基布进行处理时,要尽可能地采用环保处理技术,减少游离甲醛等有害物质的产生。尤其对具有功能性、高附加值的黏合衬,对后整理工艺更有严格的要求,包括产品的防水性、防辐射性、抗菌性、抗静电性、染色性等功能要求。相关企业在努力推进“绿色环保处理工艺”的同时,必须严格控制处理工艺并不断进行优化,把其看作衬布塑造服装风格的基本手段,为我国高端衬布开发出各种高水平、专业化、低污染的处理技术。

2.2 开发环保型热熔胶

人们对天然绿色的生活要求必然推动着热熔胶向天然、低污染的方向发展。目前,对热熔胶的研究虽已成功解决了用生物基衍生物替换传统的芳烃及脂肪烃等碳氢化合物,但是要想完全取代由石油衍生物组成的基体树脂,实现产业化生产还有一定的困难。我们在致力于环保的同时,还应加大对热熔胶改性的研究力度,继续开发低熔点、高黏接强度的热熔胶粉,以减轻高温高压对纤维的损伤,以适应各种加工工艺及最终产品应用的需求。因此,需要政府、行业研究者及领军企业从政策、资金和技术上给予大力扶植和支持,以突破相关瓶颈,推动生物环保型热熔胶获得更好的发展。

2.3 自主研发,严格控制涂层设备的引进

国内相关企业应对引进的涂层设备和技术进行更好的消化和吸收,鼓励自主研发,杜绝盲目引进,积极开发属于我们特有的“民族品牌”。针对我国涂层技术的不足,不断改进,在未来几年中,我们要将超声波、GMP辐射交联等数字化技术更好地应用到现代化涂层技术中,不断进行企业的技术创新,使我国衬布行业的创新能力不断增强。不仅要在技术上有所突破,努力达到国际先进设备技术水平,更重要的是要开发出符合中国特色的各种高效节能环保型涂层新设备,为我国跻身“世界衬布强国”行列提供强大的设备保障。

2.4 配伍高端服装

现在国内外许多知名的品牌服装都十分重视面料与衬布的配伍,而且很多服装都需要一种或多种产品的复合。合理的配伍会使服装整体更协调、更舒适、更美观,因此,必须做好衬布和服装面料的配伍服务,加快品牌与理念的更新换代,注重“以人为本、服务至上”的新型理念,以提升黏合衬行业的服务水平和经济效益。目前我国在服装与彩色衬布的配伍上已经迈出了一大步,今后还应继续在功能型、绿色生态型衬布等与服装的配伍技术方面做出更大的努力,为新型的功能型服装服务,加快推进我国衬布“名牌战略、民族品牌”前进的步伐。

2.5 解决好人才培养问题

要有针对性地培养纺织、服装、化工、机械、电子、经营开发全方位一体的综合型人才。国内各大院校可开设服装用黏合衬等相关专业,引导学生深入了解黏合衬的生产,并注重开展实践教学;多开展有关服装黏合衬及热熔胶知识的学术交流活动,关注国内外黏合衬布的发展前沿动态,为我国黏合衬的发展培养专业的高级人才。

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