第四节 涂层阻燃整理技术
一、概述
纺织品涂层整理是在织物表面均匀地涂布一层（或多层）高分子化合物，通过黏合作用在织物表面形成一层或多层薄膜的整理加工技术。涂层整理的主要目的是改善织物的手感、外观和风格，使织物增加许多新的功能，如防风、防水、透湿、防钻绒、阻燃、遮光等功能。同时，还可以赋予织物具有保温、增温、抗菌、磁性、导电、闪光、夜光、反光等特殊功能。在提高防水、透湿性能的基础上，赋予织物其他功能，是未来涂层技术发展的趋势。这样就使织物的用途大为拓宽，大幅度提高了产品的附加价值。
涂层的方法包括：直接涂层、间接涂层等。涂层工艺也较多，包括干法、湿法、热熔、泡沫、转移、黏合和叠层等方式，再加上各种不同基布的复合，产品千变万化，以适应日益变化的市场需求。
二、涂层整理剂的分类及特点
涂层整理剂又称涂层胶，是一种具有成膜性能的合成高聚物，涂层剂的种类不同，其性能也不同。早在两千多年前，我国古人就已经将生漆、桐油等天然化合物涂于织物表面，用于制作防水布。时至近代，已经出现了性能优越的多种聚合物类涂层胶。最初的产品存在仅防水而不透湿的缺陷，为了改善涂层剂的透气、透湿性，自20世纪70年代以来，通过改变涂层整理剂的化学结构和改进涂层加工方法等手段，研制出了一系列防水透湿型织物涂层剂。近年来，功能型涂层剂和复合型涂层剂也发展较快［20］。
常用涂层剂的性能见表1-3。
表1-3 常用涂层剂的比较
1.聚丙烯酸酯类涂层剂
聚丙烯酸酯类织物涂层剂，简称PA，是目前常用的涂层整理剂之一，广泛应用于服装、装饰用纺织品。它的优点是：产品价格低，生产和应用工艺较为成熟，耐日光、气候牢度好，不易泛黄，透明度、相容性好，有利于生产有色涂层产品，耐洗性好，黏着力强。其缺点是：弹性差，易折皱，表面光洁度差，手感难以调节适度。最初的聚丙烯酸酯类涂层胶属于单纯防水型，然后通过不断改进，目前的品种具有防水、透湿、阻燃等多种功能。
聚丙烯酸酯类涂层剂一般由硬组分（如聚丙烯酸甲酯等）和软组分（如聚丙烯酸丁酯等）共聚而成，根据涂层产品的要求不同可选择适当的共聚单体及其组成。聚丙烯酸酯类涂层整理剂的化学结构如下：
其中：R1为C1～C4的烷基，R2为H或CH3，R3为氰基或酰氨基。在这类涂层整理剂的组成中，丙烯酸丁酯和丙烯酸乙酯的含量较大。
（1）防水型聚丙烯酸酯（PA）涂层剂。此种聚丙烯酸酯类涂层整理剂最初多为溶剂型产品，其黏着性和耐水性极佳。一般将丙烯酸树脂溶于苯、甲苯等有机溶剂中，或将丙烯酸酯及其他活性单体在有机溶剂中聚合得到。经该类涂层剂整理的织物具有良好的防水性、耐久性等特点。但溶剂型产品含有大量的易燃、易爆有机溶剂，如甲苯、醋酸乙酯等，使用时容易污染环境或发生火灾，且溶剂回收费用高，限制了其应用范围。
为了克服溶剂型产品的缺点，水基型的聚丙烯酸酯类涂层整理剂应运而生。水基型聚丙烯酸酯类涂层整理剂又分为乳液类、非皂乳液类和水溶类三类。乳液类涂层剂的相对分子质量为1×105～5×106，粒子直径为0.05～0.2μm，固含量一般为40%～60%。采用乳液聚合法，聚合时需加入少量复合乳化剂，在熔结成膜过程中，一部分乳化剂被挤至膜与织物之间界面，从而削弱了与织物的黏结强度，使产品的耐水压性受到一定的影响。另一部分乳化剂被挤至膜的外表面，引起膜表面的涩滞感，造成涂层织物的手感不爽。非皂乳液类（也称无乳化剂型）涂层剂不含乳化剂，主要用于织物的精细涂层防水整理。整理后的织物能保持原有的风格，具有柔软、滑爽的手感和很高的牢度，有较高的机械性能和良好的防水效果；水溶类涂层剂是在高聚物中引入亲水性官能团的胶体分散液，能在水中呈澄清状态，水溶类涂层剂的相对分子质量一般在1×105～2×105。用水基型的聚丙烯酸酯类涂层剂进行涂层整理后的织物还需进行拒水整理，才能使涂层织物获得更高的耐水压值和拒水性。
（2）防水、透湿型聚丙烯酸酯（PA）涂层剂。经此类涂层剂整理过的织物具有防水和透湿功能，其防水透湿机理是成膜时形成大量的微孔，这些孔隙直径小于2μm，能阻止水滴（平均直径100μm），却允许水蒸气分子（平均直径0.0004μm）通过，从而使织物获得防水透气性。为了改善聚丙烯酸酯类加工织物的透气、透湿性，自20世纪20年代以来，人们将含有羧基、羟基、氰基等亲水性基团的丙烯酸酯类共聚物溶解于有机溶剂（能与水混溶）制成涂层胶，涂后经温水处理，以去除溶剂，并使共聚物凝固，干燥去水使共聚物在织物上形成微孔薄膜。这种涂层剂以湿法涂层处理，织物透气、透湿性良好。
（3）多功能性聚丙烯酸酯（PA）涂层剂。目前，聚丙烯酸酯涂层胶已从过去单纯的防水透湿型发展到多个品种，甚至还兼有几种性能的多功能产品。其中，阻燃涂层胶发展最快，其应用原理是：
①选用阻燃性单体共聚。
②在聚丙烯酸酯乳液中添加阻燃协效剂和阻燃剂。
2.聚氨酯涂层剂
聚氨酯（简称PU），这种材料由于其独特的结构而可赋予加工产品突出的强度、柔韧性、耐磨性、透湿性、耐低温性等性能。将这类涂层剂用于纺织品后整理可明显提高服装或饰品的华丽庄重感和衣着舒适感，因而受到广大消费者的青睐。
聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯，是分子结构中含有—NHCOO—单元的高分子化合物，聚氨酯类涂层剂是由多元异氰酸基和含活泼氢的聚醚类或聚酯类化合物聚合而成的高分子化合物。其合成反应式及结构如下：
聚氨酯涂层剂有聚酯型聚氨酯（式中HO—R′—OH系聚酯二醇）和聚醚型聚氨酯（式中HO—R′—OH系聚醚二醇）。若从应用方面来对聚酯型和聚醚型的性能做比较，则前者更具有优良的成膜强度和伸长度，耐光、耐热性较好，但不耐水解，湿法涂层主要应用该类涂层剂，转移涂层也大部分应用该类涂层剂；后者具有较好的水解稳定性，手感柔软，但耐光和耐热性能较差。干法直接涂层和转移涂层以上两类产品均可应用。
在1950年前后，聚氨酯树脂作为纺织整理剂在欧洲出现，但大多为溶剂型产品，用于干式涂层整理。20世纪70年代以后，由于人们环保意识的增强和政府环保法规的出台，水基型聚氨酯（PU）涂层整理剂迅速发展，水基型聚氨酯类涂层织物已广泛应用。聚氨酯的研究和应用技术出现了突破性进展，聚氨酯涂层剂是当今发展的主要种类，它的优势在于：涂层柔软并有弹性；涂层强度好，可用于很薄的涂层；涂层多孔，具有透湿和透气性能；耐磨、耐湿、耐干洗。其不足在于：成本较高，耐气候性差，遇水、热、碱要水解。其涂层工艺也可分为干法、湿法、热熔、转移法和黏合法等。
（1）溶剂型聚氨酯涂层剂。溶剂型聚氨酯涂层剂除了在湿法涂层工艺中适用之外，还应用于转移涂层和干法涂层。最普通的溶剂有二甲基甲酰胺（DMF）、丁酮（MEK）、甲苯（TOL）、异丙醇（IPA）、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、丁醇、醋酸乙酯和乙二醇甲醚乙酸酯等。其中DMF毒性比其他溶剂大一些，因此有时可将溶剂区分为含DMF和不含DMF两大类。这些溶剂型涂层剂的固含量一般都在25%～40%，少数为60%或60%以上；粒状或粉状的称高含固型，固含量在90%以上。溶剂型聚氨酯（PU）涂层剂具有良好的强伸度和耐水性，但毒性大，易燃烧。溶剂型聚氨酯（PU）涂层剂多使用DMF，或甲苯与异丙醇的混合物作为溶剂。
为了达到防水、透湿的效果，溶剂型聚氨酯涂层整理剂一般采用湿法涂层工艺加工织物。溶剂型的聚氨酯涂层剂主要用于轻型的防水涂层，如服装面料、雨衣面料、装饰用布等。溶剂型的优点是成膜性能好，与织物黏着力强，耐水压高，涂膜手感柔软、悬垂性能好等，更适宜于防水透湿涂层整理。缺点是溶剂有毒、易燃，对操作人员健康有害，要有环保安全措施；设备要求有防爆或废气处理装置，有时还要有溶剂回收装置，投资较大，成本较高。转移涂层时溶剂含DMF和不含DMF都有应用。干法直接涂层，除用水性涂层剂外，溶剂型也大量应用。
（2）水基型聚氨酯（PU）涂层剂。水基型聚氨酯（PU）污染少，生产安全，水基型又分为水溶型和水乳型。
大多数水基型聚氨酯含有乳化剂或大量亲水基团，所以对涂膜的耐水性、磨洗强度有所影响。水基型与织物黏着力低一些，成膜性能和光洁度比不上溶剂型，作为转移涂层的面层还不够理想；对水敏感，耐水压也比不上溶剂型；烘燥不易，工艺上要减慢车速或设备上要加长车身才能解决。但水基型涂层剂安全无毒，有利于环保。目前，国际上已转向使用水基型聚氨酯涂层剂，对其性能上的某些缺点，现正在改进和解决。
由于存在以上的问题，以致水基型聚氨酯涂层剂主要只用于重型防水涂层，如各种车辆的雨篷、野外工作的帐篷、热气球等。它的优点是无毒、易清洗、防燃、防爆、无污染、成本较低；缺点是手感较硬、耐水、耐化学品性能不如溶剂型的聚氨酯。
水基型聚氨酯涂层剂通常用于干法涂层。为提高涂层产品的耐水性、柔软性和耐久性，应进行前、后的防水处理。水基型聚氨酯大分子中含有大量的极性基团，分子间作用力很强，导致其具有优良的成膜性，能够在织物上形成坚韧而耐久的薄膜，拒水性良好，而且还具有一定透湿性。
水乳型聚氨酯中含有氨酯键、脲键、缩脲键、醚键、酯键等基团以及作为亲水基团的羧基、羟基等比较活泼的基团，在一定的条件下可进一步与丙烯酸丁酯、丙烯腈、苯乙烯、丙烯酸等反应，在应用上可以和聚丙烯酸酯类涂层整理剂及有机硅（聚硅氧烷）类涂层胶混合使用。
3.有机硅类涂层剂
20世纪70年代，有机硅（聚硅氧烷）织物涂层整理剂开始发展。美国Dow-Corning公司首先推出了Suloff 23等涂层整理剂，并作为1988年汉城奥运会帐篷布的涂层加工剂。
有机硅产品，通常是指聚硅氧烷系列，分为溶剂型和水基型。它是一种分子结构中含有元素硅的高分子合成材料。有机硅类涂层整理剂主要由具有活性基团的聚硅氧烷弹性体、交联剂、催化剂组成的多组分涂层胶，聚硅氧烷类聚合物的主链是由硅氧键组成的稳定骨架，而硅原子上又连接有由烷基、苯基等有机基团构成的侧链，这种包含有机基团的无机结构使它集有机物和无机物特性于一身。因此，其容易透过氧气、氮气甚至水蒸气分子，处理后的织物具有良好的透气、透湿性，同时具有热稳定性好、表面张力低、平滑性佳、橡胶弹性和对皮肤无刺激等特点。这类涂层剂涂层整理后的织物有很强的抗撕裂强度，突出的透水汽性，在高温和低温下都有很好的柔韧性，耐紫外光性能好，涂层剂用量较少。采用不同的聚硅氧烷弹性体和不同的催化剂能使涂层纺织品具有不同的性能和风格。
其主要缺点是黏合性能较差，为提高其黏合性能，大多采用引入交联基团的方法。有机硅类涂层剂可以单独使用，也可以和聚氨酯、聚丙烯酸酯和聚醋酸乙烯等混配使用，能赋予织物良好的弹性和透气性，同时改善织物的柔软滑爽手感，增强织物的抗撕裂强力和抗皱性能。例如，聚硅氧烷涂层剂和聚氨酯涂层剂按一定的比例混合后涂布于织物上，可以得到令人满意的防水、透湿效果。聚氨酯涂层剂添加适量有机硅可改进织物的透水汽性，减小摩擦系数，增加水解稳定性。有机硅与聚氨酯共同用于涂层，还可改进织物的染色牢度和颜色迁移性。另外，根据不同需要，将聚硅氧烷改性处理，使其保持原有的耐热性等特性的基础上，具有较好的亲水性、抗静电性等综合性能是此类涂层剂的发展趋势。改性聚硅氧烷是一类具有反应性的聚硅氧烷，它的高分子链中分别或同时含有环氧基、氨基、聚醚基等改性基团，具有多功能性和耐洗效果。可采用直接涂层和转移涂层。有机硅涂层织物主要用于雨衣、雨伞、篷布、航海服、热气球、滑雪衫、防护服等。
4.聚四氟乙烯涂层剂
聚四氟乙烯（简称PTFE），也就是现在人们所熟知的杜邦公司的特氟隆（Teflon）。特氟隆分子之间很容易滑动，其摩擦系数在所有高聚物中是最低的，其拒水性好，难以被普通的液体所润湿，与其他物质的黏附性很小。聚四氟乙烯树脂多用于黏合涂层整理，可以制成具有防风、透湿、防水、保暖性能以及优良的耐化学性和耐低温性能的微孔薄膜，然后运用层压技术将普通纺织面料与微孔薄膜相复合，取长补短，集多种优良性能于一身，可以达到既防水，又透湿的效果。
聚四氟乙烯涂层剂是唯一集防水、拒油、防污三种功能于一体的树脂，它耐热、耐氧化、耐气候性好，不霉变，弹性好，无粘搭现象，是一种理想涂层剂，但价格非常高，这限制了它的使用。
5.聚氯乙烯涂层剂
聚氯乙烯（简称PVC）涂层剂有优良的综合性能，在增塑剂含量高时，它表现出高伸长率、柔软性、良好的手感和耐磨性；当增塑剂含量减少时，它的柔软性和伸长率都下降，而硬度、拉伸强度和耐磨性增大。它无毒，耐气候、耐酸碱性好，绝缘性好，易染成各种颜色，也可制成透明无色的制品，尤其是价格低廉，使它成为许多涂层织物的首选涂层剂。
涂层剂是涂层整理中最主要的用剂，为了改善涂层剂的涂布性能、膜的物理化学性能，赋予涂层织物以多功能，在涂层浆中还需加入其他化学助剂。随着人们环保意识的增强，完全水分散、无溶剂（在合成和应用过程）污染的环保型、节能型涂层胶是国内外竞相开发的主要产品［21-23］。
三、涂层方法及设备
涂层织物的加工方法有很多，涂层工艺和涂层设备决定了涂层织物的性能。正确地选用涂层剂、涂层工艺和涂层设备是提高涂层产品性能的关键。按其涂布方法，涂层技术可以分为两大类，即直接涂层和间接涂层［24-26］。
1.直接涂层整理
直接涂层是将基布预热平整之后，用刮刀或压辊将涂层剂均匀涂布于织物表面，然后使其成膜的方法。直接涂层的涂层剂可以是溶剂型的，也可以是水基型、乳液、乳液泡沫体、增塑糊和有机溶剂稀释的增塑糊等。直接涂层的涂层厚度、涂覆量容易控制，表面光滑，溶胶渗透基布少，手感好。按照成膜方法的不同，又分为干法涂层和湿法涂层。
（1）干法涂层。干法涂层是用溶剂或用水稀释涂层剂并添加必要的助剂配制而成涂布浆，借涂布器均匀涂布于织物底布上，然后经加热，使溶剂汽化或水分挥发，从而使涂层剂在底布表面形成坚韧的薄膜。干法涂层的工艺及设备较为简单，适用于各种涂层剂，一般将涂层浆配制后即可涂布。涂层浆中也可加入发泡剂或用机械打成泡沫浆涂布，其泡沫含量为200～300g/L，涂布后进行烘干和焙烘。这样可使产品获得柔软丰满、弹性优良的效果。涂层时应注意，一是要防止涂层浆在涂布时渗透底布；二是必须控制溶剂或水的汽化速度，以防止形成针孔和涂层起泡。
常用干法涂层的工艺流程为：
基布→浸轧防水剂→烘干→轧光→涂层→烘干→焙烘→防水整理→成品
干法直接涂层单元机如图1-6所示。
图1-6 干法直接涂层单元机结构示意图
1—待涂织物 2—进布装置 3—涂布器 4—烘箱 5—冷却辊筒 6—烘干辊筒 7—卷布装置
涂层设备中最重要的是涂布器，各种常用涂布器简介如下。
①刮刀式涂布器。利用刮刀式涂布器进行涂层的方法，叫做刮刀涂层法。刮刀涂层法是使用各种刮刀在底布表面涂上涂料。因设备简单而在干法涂层中常被采用，但涂层厚薄的均匀性难以控制，易产生横向的条纹。在涂层中应按涂布量选择适当的刮刀形式，常用刮刀形式如图1-7所示。生产中常用的刮刀式涂布器主要有以下几种。
a.悬浮刮刀涂布器。该涂布器是在移动的平面上直接放置刮刀，靠刮刀对底布的向下压力进行涂层，如图1-8所示。影响涂层厚度的因素有刀刃形状、涂料黏度、底布张力、底布移动速度、刀对底布的角度等。其缺点是涂层厚度难以掌握，涂层的均匀性较差。生产上主要应用于薄层的涂层，适用一般常规整理，如羽绒服、滑雪衫、旅游帐篷等面料的防雨、防风、防钻绒整理。
b.辊上刮刀涂布器。该涂布器是在底布通过支撑辊时进行涂层，如图1-9所示。辊上刮刀比悬浮刮刀施加在底布上的张力小，它以控制涂布中织物与涂刀之间的空隙来获得要求的厚度，涂层厚度也较易控制。它主要涂布具有一定厚度和弹性的涂层，一般应用于厚层硬挺处理和泡沫浆涂层。
图1-7 常见刮刀形式
图1-8 悬浮刮刀涂布器
c.橡胶毯刮刀涂布器。该涂布器是用橡胶皮带在两个辊间回转，以其带作为支撑台，底布在其上移动，刮刀在布上进行涂层，如图1-10所示。底布承受张力较悬浮刮刀涂层要小。
图1-9 辊上刮刀涂布器
图1-10 橡胶毯刮刀涂布器
②辊式涂布器。基布与附着有涂料的回转辊接触，从而达到涂层的目的。利用辊式涂布器进行涂层的方法，叫做辊涂法。常用的辊涂法有以下几种。
a.舔液给浆涂布器。该涂布器是在基布与辊接触的状态下通过涂料槽，使涂层剂浸透底布表面而实现涂层，如图1-11所示。该涂布器具有良好的涂布均匀性，适用于薄型涂层，但涂层浆易渗透至基布。
b.刻纹辊涂布器。刻纹辊涂层技术与凹版印刷或滚筒印花是同一原理，即将雕刻的凹版涂层辊与涂料槽接触并拾取涂料，辊上多余的涂料用刮刀刮去，而凹部的涂料在通过加压辊时转印在底布上，可形成不连续的涂层薄膜，如图1-12所示。
c.同向辊涂布器。该辊涂布器是上下两个涂层辊紧密接触，下辊的一部分浸渍在涂料中，由于回转而使其表面附着一定量的涂料，当基布在两个辊之间通过时，上下辊对底布进行加压，使涂料附着并渗透其上。该技术适合于低黏度涂料。
图1-11 舔液给浆涂布器
图1-12 刻纹辊涂布器
d.反转辊涂布器。该涂布器的基本原理是辊从涂料槽中拾取涂料，然后靠摩擦将涂料涂布于与该辊表面运动方向相反的底布上，如图1-13所示。该系统工作时，一个涂层辊与基布反向运动。涂层厚度主要取决于长度计量辊和其下面的涂层辊之间精确可调的距离。涂层辊把浆糊层传递至织物上，改变涂层辊和织物的相对速度，也可以影响涂层的厚度。特别适合于在高的工作速度时加工很薄的涂层厚度。
图1-13 反转辊涂布器
图1-14 圆网涂布器
③圆网涂布器。该涂布器是在辊筒或胶毯上用圆网刮涂，根据网孔的密度、大小可得到不同厚薄的涂层，且更适宜于泡沫浆涂层，同时还可改变网孔密度进行点粘刮层，如图1-14所示。该系统能量消耗和化学药品消耗都很低。圆网对于浆料、稳定泡沫、亚稳定泡沫和非稳定泡沫工艺均适合。圆网涂布器的显著优点如下：
a.几乎无摩擦和无张力加工，所以非常适合于像非织造布那样的娇柔和敏感的织物。
b.可应用所含水分很少的不稳定泡沫涂层，所以烘燥仅需少量的能量，使之可以高速生产。
c.根据需要，可适用于多品种生产，涂层厚度可按需调节。
d.容易重复生产。
（2）湿法直接涂层。湿法直接涂层简称湿法涂层，是利用强极性溶剂二甲基甲酰胺（DMF）能无限混溶的特点，将直链分子的聚氨酯溶解于二甲基甲酰胺中制成涂布浆。经聚氨酯二甲基甲酰胺涂层的底布，再经与水溶液接触，涂层表面中的二甲基甲酰胺向水相溶出，而聚氨酯由于不溶于水而使浓度迅速提高，分子间的凝聚力增大，从而形成半渗透膜。通过半渗透膜，二甲基甲酰胺向水相扩散，而水也向涂层扩散渗透。涂层浆由于组成的变化和浓度的迅速提高形成不稳态，致使涂层浆在底布上形成骨架结构。由于半渗透膜能产生强烈的渗透压，促使涂层浆中的二甲基甲酰胺处于强烈的挤出状态，因此在最外的涂层表面会出现垂直于膜表面的二甲基甲酰胺溶出通路的痕迹，最终生成微孔薄膜。这种由工艺形成的微孔贯通网络，既具有透气透湿性，又有良好的防水性。湿法涂层大多以溶剂型涂层剂为涂层浆，涂布后必须进行水溶处理，所以其工艺较为复杂，设备较为庞大，但其透气性及弹性较干法涂层为好，尤其是较厚的涂层。当前干法工艺经过不断改进，已能基本达到湿法工艺水平，且设备简单、操作方便。湿法涂层设备见图1-15。
图1-15 湿法涂层设备
1—织物 2—浸轧槽 3—轧辊 4—刮刀 5—凝固槽 6—水洗槽 7—轧车 8—卷布器
（3）热熔直接涂层。热熔直接涂层法也称为热熔成膜法，在工业用涂层织物中应用较多。它是将一些具有热塑性的固体热塑性高聚物颗粒或切片放入热熔装置，加热到一定的温度，使涂层剂呈熔融状态，然后被挤出至涂层装置，使溶体涂于基布表面，冷却结晶后，即牢固地附在基布表面。粘在基布表面呈薄膜状或线状、网状和点状。由于热熔直接涂层使用100%固态热塑性高聚物作为涂层剂，与传统的采用化学涂层剂的涂层方法比较，生产过程中不产生废气、废水等，符合当今世界环保要求，所以近年来，热熔直接涂层发展非常迅速，应用范围越来越广，是涂层技术的一个发展趋势。
主要应用领域有功能性运动服、防护织物、手套、鞋子、汽车工业、卫生和医用产品、热熔衬、技术复合材料。目前热熔直接涂层设备主要有：热熔圆网涂层机、热熔辊筒涂层机、热熔喷丝涂层机及热熔多孔涂层机。
2.间接涂层（转移涂层工艺）
由于直接涂层基布的缺陷容易反映在涂层织物表面，故它不适用于针织物、非织造布而多用于机织物涂层，还有些树脂薄膜（例如聚四氟乙烯）和基布之间需要通过黏着剂来黏着。间接涂层是将涂层剂涂在载体上，再将载体或薄膜与基布结合，冷却后再将载体剥离制成；或者在基布上涂着黏合剂，然后将基布与载体或薄膜复合。间接涂层时基布不受拉伸，变形不大，针织物、非织造布较适于使用这种方法。其产品表面光滑，但需要较多的涂层剂。
在干法涂层中，转移涂层（间接涂层）比直接涂层具有显著的优点，涂层织物的最终表面相应于松弛的纸的表面，通过无应力模压形成。在转移涂层中渗入织物的量可以更有效的控制。
一般用于PU人造革胶黏层的涂布加工。转移涂层工艺已从二次涂布操作发展至三次涂布工艺，它的表面层是由涂布两个薄层所组成，进而减少了可能由于空气的进入或溶剂的挥发而造成的空隙，对防水为主要功能的织物涂层整理是特别重要的。现在的织物涂布设备一般有三个涂置头及配套烘箱，总长为20m左右，涂布头通常采用设在橡胶承压辊上方的钢质刮刀，其涂布的精确度高。橡胶承压辊的应用，使它有可能施加极低的涂层量，且不会擦损或撕破转移纸。涂布的刮刀可以完全自动地定位和操作，刮刀都和厚度仪配合使用，而能持续地测量薄膜的厚度。在最后一个涂布头和烘箱之前有一段短的距离，是织物的层压区。先施加最后一层聚氨酯溶液，并经一对轧辊层压，当它还是湿的情况下与纺织物叠台。层压橡胶辊筒的间隙可自动调节，其上方设有全自动的出布和导布控制系统，机器的尾部是转移纸和涂层织物准确导向的另一自动装置。为了连续生产，织物和转移纸两者都有一台双转台卷取装置。图1-16为转移涂层机。
图1-16 转移涂层机
1—转移纸 2—张力装置 3—涂布器 4—黏合装置 5—基布退卷 6—烘干机 7—冷却辊 8—转移纸成卷装置 9—涂层织物成卷装置
其工艺流程如下：
离型纸—涂布面层—烘干—冷却—涂布黏结层—基布黏合—烘干—冷却—离型纸和涂层织物分离
3.黏合涂层工艺
黏合涂层工艺是将树脂薄膜与涂有黏合剂的基布叠合，经压轧而使其黏合成一体，或将树脂薄膜与高温热熔辊接触，使树脂薄膜表面熔融而后与基布叠合，再通过压轧而黏合成一体。
一般将聚四氟乙烯（PTFE）微孔薄膜、聚乙烯（PE）微孔薄膜及亲水性聚氨酯（PU）透湿薄膜与织物复合在一起，加工成防水透湿、防风透气的材料。也可将薄膜复合在两层织物之间，形成“三明治”式复合材料（复合面料），除达到舒适保暖外，还有很好的双面效果。常用设备有：热熔圆网涂层机、热熔滚筒涂层机及黏合涂层机（图1-17）。
黏合涂层工艺流程为：
基布→涂布黏合剂→（烘干→）薄膜黏合→焙烘→轧光→成品
图1-17 黏合涂层机
1—基布 2—涂布器 3—烘箱 4—压辊 5—树脂薄膜 6—涂层成品
四、涂层工艺
涂层整理加工是将高分子聚合物涂施于基质材料上使纺织品、非织造布、针织物、纸张、地毯及其他材料成为具有独特或综合性能的复合材料。目前国内涂层产品已有几十种，其主要功能除了具备防水、防水压、防油、防油压、防风、防酸、防碱、遮光、阻燃、保湿、透湿、增温、闪光、防污及防辐射等，还可以通过涂层整理改变织物的外观、风格，促进服用织物向舒适、美观和多功能方向发展，是提高纺织产品附加值的重要途径。同时涂层产品又大量用于工业用布，劳保用品，箱包，人造革，鞋帽等，在旅游、装饰、建筑行业也有极广阔的开发前景［27，28］。
涂层剂品种多，加入不同的添加剂组合后，可使织物具有各种不同的外表和功能性。涂层剂及涂层工艺和涂层设备都随着涂层产品的用途不同而异。本节只讨论常用涂层工艺。
1.直接涂层整理工艺（干法涂层）
直接涂层整理工艺又称干法涂层，干法涂层产品设备主要组成为轧光机、涂层机、定型机这三种设备的配套，即可实现涂层的任意性，进行各种风格的涂层。涂层前进行轧光整理可增加织物的平整度、尺寸稳定性、质密性、减少涂层中的背透，使涂层更加平整、均匀、美观。涂层后进行轧光整理，可得到光滑如镜的手感和外观效果，故轧光整理是织物涂层的必需工序。
涤塔夫绸的防水、防羽绒溶剂型PA涂层：
P-1120 100g
交联剂 1～3g
促进剂 0～3g
甲苯 7～9g
醋酸乙酯 7～9g
工艺流程：
塔夫绸→悬浮刮刀涂层→烘干→焙烘→（轧光）→成品
2.防水透湿涂层整理工艺
纺织品作为服装面料，不仅要美观大方，更重要的是穿着舒适。而织物的防水性和透湿（气）性是创造服装内气候舒适性的两个根本的但又相互矛盾的条件。所以防水透湿织物是运动服、登山服、羽绒服、夹克、风衣、雨衣的理想面料。目前，防水透湿织物的市场需求量不断增加，而且质量要求也越来越高，其功能不再仅限于服用，而且扩大到产业领域之中。防水透湿涂层主要有微孔透湿涂层工艺和微隙（无孔）透湿涂层工艺。
（1）微孔透湿涂层工艺。微孔透气透湿性防水涂层整理是在织物表面形成一层微细多孔性薄膜，其孔径非常细微为0.2～10μm，此孔径只能透过水蒸气的H2O分子，对任何雨滴或水滴，因其粒径太大而无法通过。这样人体内的水蒸气能有效地通过孔径向外逸散，而水滴无法向内渗透从而达到透气透湿效果。水滴不同聚集状态颗粒直径见表1-4。
表1-4 水滴不同聚集状态颗粒直径的大小
多孔性层膜的平均孔径大小、分布、数量、厚度、拒水性等决定了防水透气透湿性整理的效果。通常在涂布层的表面还需进行拒水处理，使之表面增加疏水性基团，使表面与水滴的润湿角增大，这样就更难以润湿织物表面，而容易从拒水层上脱落。微孔透湿涂层可采用干法直接涂层、湿法涂层和聚四氟乙烯薄膜层压复合涂层等工艺。
①干法微孔透湿直接涂层。该涂层一般采用的都是水性涂层剂，聚丙烯酸类涂层剂主要起到以下几点作用：
第一，增加水溶性基团，制成乳液，涂于织物表面，利用其在热处理过程中的挥发作用，以形成多孔性的涂层薄膜。
第二，加入一些具有特定空间结构，易于形成网状体系和具有较大极性的亲水性功能基团。
第三，和聚氨酯涂层剂或有机硅（聚硅氧烷）类涂层剂进行复配，从而达到防水透湿的目的。
聚氨酯涂层剂的干法微孔透湿直接涂层，是将聚氨酯树脂的有机溶剂（如甲苯、丁酮）加入水中制备成W/O型乳液，然后于织物上涂层，在不同温度下蒸发时，低沸点的溶剂首先蒸发，水在涂层中的比例不断提高，当达到一个临界值时聚氨酯则以多孔形式析出，并形成大量微孔。该涂层法工艺虽然简单，但有机溶剂挥发易造成环境污染。另外，采用泡沫涂层法，在聚氨酯中加入阳离子或非离子表面活性剂，在涂层过程中加入发泡剂形成泡沫状，涂覆到织物上，当空气从膜中逸出后膜形成微孔，从而使其有透湿性能。由于微孔的存在，其防水性能较差。
聚丙烯酸涂层剂PP-3的涂层工艺处方：
防水加工：
前防水加工 后防水加工
AG-310 5g/L 30g/L
防水剂H 10～20g/L 50～60g/L
6MD树脂 10g/L 60g/L
防水剂HA 5～10g/L 30～30g/L
MgCl2·H2O 3.8g/L 20g/L
涂层加工：
涂层剂PP-3 1000份
透明增效剂 50～200份
6MD树脂 40～100份
工艺流程：
前防水加工（一浸一轧）→烘干（100～120℃）→涂层→烘干（100～120℃）→后防水加工（二浸二轧）→烘干（100～120℃）→焙烘（160℃，2min）→成品
a.防水处理。为了增加防水能力和控制涂层浆渗入织物的程度，一般采用先浸轧防水剂或树脂的方法。轧液浓度要掌握在使涂层浆顺利刮涂，不使渗入过多，又要不影响其黏合牢度。也可作单面喷轧，不过要注意均匀度。
b.轧光。温度140～160℃，压力3.92～4.90MPa（40～50kgf/cm2），用非涂层面的热钢辊筒面轧光，也可进行摩擦轧光。如要在涂层面轧光，则温度应在130℃以下为宜，甚至冷轧，以免粘搭轧辊。
c.涂布。根据产品质量要求，注意使涂层厚度保持一致，在设备上要选择合适的刮刀，调整刮刀角度、织物张力、刀布间距以及涂布速度。且调后要保持恒定。同时对涂层浆的黏度、厚度流动性都要调节恰当，保证涂布质量。涂浆涂布可用一次涂布或分多次加层涂布。
d.烘干。经涂布后可进入拉幅烘干，一般温度掌握在120～140℃。
e.焙烘。在涤/棉基布上时，焙烘温度可在 180～200℃，时间0.5～1min。锦纶及纯棉基布则应适当降低温度至160～180℃，或再低一些，但时间应适当延长。涂层浆涂布后，如需要经附加功能处理，则可在浸轧防水剂处理后一并焙烘。
②湿法微孔涂层。该法利用聚氨酯能溶于DMF等水溶型有机溶剂而不溶于水的特性，将溶于DMF的聚氨酯涂层剂涂敷到织物上，而后进行湿法凝固成膜的工艺。由于聚氨酯不溶于水，而DMF与水可以互溶，使得水与聚氨酯内的DMF发生置换，通过双向扩散，水不断从树脂溶液中萃取出溶剂DMF使其进入水相，水则进入聚氨酯涂层膜口使聚氨酯发生凝固而形成皮膜，并在皮膜中形成大量相互贯通的指状或蜂窝状多孔结构，孔隙直径在0.5～2μm之间。湿法微孔涂层透湿模型如图1-18所示。
图1-18 湿法涂层微孔形成过程示意图
由于形成的孔是相互贯通的，而且孔径低于水滴的最小直径，因此这种膜防水透湿，而且耐水压性能好。
③薄膜层压复合涂层。此工艺是将具有防水透气功能的聚四氟乙烯（PTFE）薄膜（通常是微孔薄膜）采用特殊的黏合剂，层压或黏结到各类织物上，从而获得防水透湿性能，并有一定的防污防油性能。功能性薄膜分为微孔型、致密亲水膜和微孔亲水结合膜。微孔膜的防水透湿机理与微孔涂层类似。
（2）微隙（无孔）透湿涂层工艺。微隙（无孔）透湿涂层工艺是一种防水性好，又具有透气性的加工法，且透气机理明显不同于微孔薄膜，是利用一种新型的具有特殊功能团的热塑性聚氨酯树脂（TPU）。其透湿原理首先是利用高分子物质分子链中含有一定量亲水性基团（—OH，—COOH，—NH2）的特点，以这些基团作为水分子的阶石，水分子因氢键和其他分子间力在高湿度一侧吸附水分子，通过大分子键的热运动，由亲水基团传递到低湿度一侧解吸（即由高压向低压扩散），形成“吸附—扩散—解吸”过程，达到透气目的。即利用热塑性聚氨酯的特殊分子结构，由亲水性基团将水分子逐一传递出去，达到高透湿性的目的。其防水性来自于薄膜自身的连续性和较大的膜面张力，是一层致密的实心层。
无论是溶剂型还是水性涂层剂，均采用直接涂层法，待溶剂挥发或水分挥发后即形成无孔薄膜。由于膜中没有微孔，因而防水性能好，但透气性稍逊。一般要在织物表面作拒水整理，否则会在表面形成一层水膜，影响透气性。一般耐水压可达9.8×104Pa以上。TPU可水洗，耐低温可达-30℃，质地轻软，是一种较理想的价格又不高（与PTFE膜比）的层压薄膜材料。
微隙透湿涂层工艺处方：
前防水加工
防水剂EM-11 20g/L
涂层整理：
PU-195 100份
增稠剂 3份
有机硅289 5份
MD树脂 2份
后防水加工：
防水剂EM-11 30g/L
防水剂H 40g/L
催化剂HA 20g/L
工艺流程：
前防水加工（一浸一轧）→烘干（100～120℃）→涂层→烘干（100～120℃）→后防水加工（二浸二轧）→烘干（100～120℃）→焙烘（150℃，3min）→成品
参考文献
［1］凌良仲，刘松，倪智婷.改性涤纶开发技术及应用［J］.2014，42（4）：74-77.
［2］武荣瑞.聚酯纤维技术发展及前景探讨［J］.合成技术及应用，2004，19（3）：1-4.
［3］王鸣义，世界聚酯功能纤维的产业化发展趋势（一）［J］.中国化学纤维，2013（7）：40-42.
［4］相恒学，李莉莉，陈少华，等.多功能及高性能复合成为新型纤维发展方向［J］.中国化学纤维，2013（7）：44-45.
［5］蔡再生.纤维化学与物理［M］.北京：中国纺织出版社，2009.
［6］陶乃杰.染整工程（第四册）［M］.北京：中国纺织出版社，2001.
［7］王菊生，孙铠.染整工艺原理（第二册）［M］.北京：纺织工业出版社，1984.
［8］商成杰.新型染整助剂手册［M］.北京：中国纺织出版社，2002.
［9］王树根，马新安.特种功能纺织品的开发［M］.北京：中国纺织出版社，2003.
［10］姬洪.阻燃涤纶的制备、结构与性能研究［J］.浙江理工大学学报，2013（S2）：30-32.
［11］王鲁英，嘎力巴，刘姝水，等.阻燃涤纶织物的现状及发展［J］.合成纤维，2011，40（10）：6-10.
［12］邹振高，王西亭，施楣梧.常规阻燃纤维的技术现状与发展趋势［J］.纺织导报，2006，3（22）：45-48.
［13］王玉忠.阻燃剂的发展史及聚酯纤维的阻燃改性［J］.青岛大学学报，1997，12（1）：43-52.
［14］刘红玉，李戎，沈诚，等.阻燃整理技术最新进展［J］.印染助剂，2010，27（10）：5-9.
［15］Celebif，Polato，Arasl，et a1.Synthesis and characterization of water-dispersed flame-retardant polyurethane resin using phosphorus-containing chain extender［J］.Journal of Applied Polymer Science，2004，91（1）：1314-1321.
［16］王炜，徐鹏.水性聚氨酯阻燃剂的研制［J］.印染助剂，2004，21（5）：32-35.
［17］王萃萃，戴震，黄毅萍，等.有机磷阻燃改性水性聚氨酯［J］.功能高分子学报，2010，23（3）：258-290，307.
［18］Chatropadhyay D K，Webster D C.Thermal stability and flame retardancy of polyurethanes［J］.Progress in Polymer Science，2009，34（1）：1068-1133.
［19］Ren Hua，Sun Jianzhong，Wu Binjie，et a1.Synthesis and properties of a phosphorus-containing flame retardant epoxy resin based on bis-phenoxy（3-hydroxy）phenyl phosphine oxide［J］.Polymer Degradation and Stability，2007，92（2）：956-961.
［20］马晓光.纺织品物理机械染整［M］.北京：中国纺织出版社，2002.
［21］李芬，罗运军，李晓萌，等.磷—氮阻燃水性聚氨酯在涤丝纺上的阻燃研究［J］.材料科学与工艺，2011，19（4）：36-40.
［22］胡啸林.涤纶阻燃剂K-19的阻燃整理工艺［J］.印染，2010，36（21）：30-32.
［23］李芬，罗运军，李小童，等.涤纶织物的磷—氮水性聚氨酯阻燃整理［J］.印染，2013，39（1）：13-15.
［24］欧玉湘.实用阻燃技术［M］.北京：化学工业出版社，2002.
［25］邢凤兰，王丽艳，高淑珍，等.印染助剂［M］.北京：化学工业出版社，2002.
［26］罗瑞林.织物涂层技术［M］.北京：中国纺织出版社，2007.
［27］李绍雄，刘益军.聚氨酯树脂及其应用［M］.北京：化学工业出版社，2002.
［28］王树根，马新安，等.特种功能纺织品的开发［M］.北京：中国纺织出版社，2006.