张璐瑶　丁郎　薛天福　张杨瑜

【摘要】冲锋衣的使用已不仅仅局限于专业户外运动上，在日常穿着上也得到了大量的普及，需求量大幅度提升，冲锋衣品质也相应的需要得到提高。一直以来，冲锋衣核心就是其功能性防水透湿面料及缝口高密封性能，而目前高性能防水透湿性能服装面料主要需要从国外进口，价格高，而且存在成本高，环境污染大，防风性能差等问题。在上述背景下，本论文研究低成本、易降解、高性能的防水透湿性能服装面料以及高科技无针缝纫工艺，对于提高冲锋衣服装品质、减少环境污染压力、节省外汇具有重要意义。

【关键词】冲锋衣 无缝孔 面料层压复合工艺 TPU加工

近年来，户外用品消费市场走势大好，适用于户外运动的功能性服装也成为了户外运动者的关注热点。其中冲锋衣的优劣取决于制作冲锋衣的面料和加工工艺，通过研究高性能TPU无孔防水透湿膜加工及工艺优化、多层面料层压复合工艺优化、高性能TPU无孔防水透湿服装制作来实现高性能无缝孔冲锋衣。

1冲锋衣概述

1.1冲锋衣的来源

冲锋衣，“Technical Jackets”，直译为“功能性夹克”，是户外运动的必备装备之一。最早用于登高海拔雪山时，在登顶冲锋时，登山者脱去用以御寒的羽绒服，选择只穿一件轻薄的冲锋衣轻装上阵，“冲锋衣”的冲锋两字也正是这么来的。冲锋衣具有突出的功能性优点，而被广大户外运动爱好者所喜爱。

1.2冲锋衣功能性关键

1.2.1特色面料

冲锋衣的作用就是要为穿着者遮风挡雨，冲锋衣自身面料一定要具有防水功能。在极限运动中，身体的寒冷和失温是极危险的，因此冲锋衣的面料要求具有优异的吸湿透气性，其中织物微孔直径要使织物外部的水不会渗入织物内侧，而人体散发的汗却能够扩散到外界，使得穿着者保持温暖干燥的舒适状态。

1.2.2制作工艺

冲锋衣的制作工艺主要有：激光剪切、立体剪切、压胶处理、防水拉链、防水涂层、防风部件。无缝孔技术更是冲锋衣实现缝口高密度性的关键，可以有效提高冲锋衣的品质，达到无缝孔高性能冲锋衣的层次。

2高性能冲锋衣面料的研发

2.1多层面料層压复合工艺优化

复合基布外层选择各不同规格的棉和涤纶府绸10款，中间层TPU膜，内层选择市场主流网眼面料。

2.1.1最佳粘合剂的筛选

多层面料层压复合工艺中最佳粘合剂筛选及用量选择是影响面料服用性能、耐洗涤性能、透湿性能关键因素，需要通过多次实验来精确设定。

复合设备选择CX-F6 TPU膜复合机，采用胶点转移方式上粘合剂，项目选择7种不同软化点粘合剂，通过层压复合后评价复合面料性能，确定最佳粘合剂。粘合剂用量占织物质量百分比1-5%范围内，每隔0.5%间隔做一个样品，测试面料透通性及粘合力，确定最佳粘合剂用量。复合速度范围设定为在15-30 m/min，每隔5m/min一个样，共完成4个样品。

2.1.2中间层TPU膜

TPU原料具有良好的拉伸性能、优异的防水性，吸湿透气性较差_引。但经过工艺优化后能有效增加其服用性能。

2.1.3内层网眼面料

网眼面料有效防止冲锋衣产生裂纹，透气性良好，一般都是涤纶材料，价格便宜、经济实惠。

2.2高性能TPU无孔防水透湿膜加工的工艺优化

冲锋衣制作中关键技术在于TPU无孔防水透湿膜加工核心部件螺杆注塑机的设计，其性能优劣直接影响TPU膜的均匀度、力学性能、多层面料层压复合工艺中最佳粘合剂筛选及用量选择。

2.2.1TPU原料干燥工艺

由于TPU易吸湿及易水解特陛，未充分干燥的TPU原料易导致加工困难，注射制品表面会出现汽泡或银纹，挤出制品表面出现不平滑、无光泽、起泡等现象。加工前要把TPU原料充分干燥至含水量0.05%以下。采用循环空气干燥器干燥TPU，干燥温度范围在80-110℃进行优化，干燥时间为3小时。

2.2.2材料着色工艺：

在TPU原料中加入色粉0.2-0.5%或者色母粒1-4%，利用DataColor测色配色仪对比各不同含量色粉或色母料对TPU膜颜色影响。

2.2.3螺杆注塑机设计

为获得塑化均匀的TPU熔融物，将设计单螺纹注塑机，共有三段螺杆构成，设计如图1，为了获得高的塑化能力及产量，设计超长螺杆（长度为18-20d）；为避免螺杆转速的波动和塑化的不均匀，选择大马力电机驱动提高螺杆驱动力；喷射嘴和螺筒头的通路精细设计，使材料不会滞留而受到热破坏。采用高精密热敏电阻控温，保证螺筒和射嘴的加热系统的精确温度控制，以防在通路上熔料局部过热和可能受冷。螺杆直径d在45mm，65mm，85mm，100mm四种规格，对TPU膜厚度、力学}生能综合评价，确定直径最优化参数。

2.2.4螺筒和模具的温度设定

由于TPU邵氏硬度差异过大，可选择熔融温度190-240℃变化，根据不同邵氏硬度规格产品，通过前期预实验，确定螺筒温度范围，后序通过实验优化螺筒温度指标，每隔5℃温度点做一个样品，通过后期实验进一步优化确定温度点。

模具温度影响膜表面质量和脱模行为，也影响最终膜结构的收缩和内应力，对于普通膜温度设定在20-40℃。改良TPU和使用玻璃丝填充加强TPU，模具温度设定为55-65℃，每隔5℃温度点做一个样品，确定最佳模具温度。

2.2.5材料挤出

材料挤出受螺杆转速影响，由于TPU对剪切应力敏感，太高转速易导致TPU裂解，太低则因停留时间过长也导致裂解，本项目设定螺杆转速于25-60rpm范围，间隔5rpm做一个样品，确定最佳螺杆转速。

3冲锋衣无缝孔关键技术

3.1无缝孔关键技术

冲锋衣制作过程中的无缝孔关键技术是微孔高聚物薄膜可以与织物通过层压或涂层工艺等方式复合，从而赋予复合体防水透气功能。微孔的产生有多种方式，薄膜的双向拉伸产生微孔；在高聚物上填加填料，使高聚物与填料之间形成孔隙：通过互相分离产生微孔；还可以采用机械方式，利用打孔技术使无孔膜产生空隙达到透气的目的。需注意的是，在长期使用过程中微孔会被堵塞，导致织物防水透湿性能下降。

3.2超声波缝合应用

选择超声波缝合机作为TPU复合面料的服装缝纫机械，实现无线无针缝纫效果，避免针眼对服装防水性能的影响。在省去频繁换针线的麻烦同时，避免传统线缝合的断线接头情况，还可对纺织品进行整洁的局部剪切与密封，粘固力强，可达到防水效果。

结语

通过多层面料层压复合工艺优化、高性能TPU无孔防水透湿膜加工进行工艺优化（包括复合基布选择、粘合剂种类选择及用量筛选，粘合剂加入方式及刮胶方式优化、复合速度等工艺优化）以及无缝孔技术的使用，对传统冲锋衣制作方法进行改进，使得冲锋衣的品质得到了质的飞跃，从而减少环境污染以及外国进口面料的压力，更好的做到节省外汇。