摘 要：为了解决国内市场上功能性墙布少，无法满足消费者需求的问题，开发了阻燃、防水、透湿多功能墙布。将适当比例的阻燃涤纶应用到墙布中，并利用TPU膜、提花机织物和水刺非织造布层压复合，实现墙布的阻燃、防水透湿等多功能的复合。通过测试和分析，对层压复合墙布的综合性能进行比较，结果表明，层压复合的优化工艺条件为：层压温度130℃，层压时间80 s，施胶量75 g/m2；研发的功能性墙布在阻燃性、透湿性、防水性、断裂强力等方面明显优于市场上墙布产品。
关键词:阻燃涤纶; TPU膜;防水透湿:层压复台，
Design and Development of Flame- Retardant, Waterproof and Moisture- Permeable
Multifunctional Wall Fabric
YANG Rui-rui GUO Yan ZHANG Wen-wen YANG Juan WANG Zi-qian
College of Textile Science and Engineering, Xi'an Polytechnic University
Abstract：In order to solve the problem of the lack of functional wall cloth in the domestic market,which can not meet the needs of consumers,the flame-retardant,waterproof,moisture-permeable multifunctional wall fabric was developed.The appropriate proportion of flame retardant polyester was applied to the wall fabric,and the composite of TPU film,jacquard fabric and spunlaced non-woven fabric was used to realize the composite of flame-retardant,waterproof and moisture permeability.Through testing and analysis,the comprehensive performance of laminated composite wall fabric was compared.The results show that the optimal process conditions of laminated composite are as follows:lamination temperature 130℃,lamination time 80 s,sizing amount 75 g/m2.The functional wall fabric developed is superior to the market products in flame-retardant,moisture permeability,water resistance,breaking strength and other aspects.
Keyword：flameretardantpolyesterfiber; TPUfilm; waterproofandmoisture-permeable; laminatedcomposite;
墙布，是一种环保性装饰材料，纤维制成的墙布与其他材料如涂料和墙纸相比，具有使用无拼缝、保温、吸音以及可柔化等特点，更加符合人们对审美和环保的要求[1]。因此，墙布作为一种室内装饰材料，以其优雅、厚实的质感，经久耐用的特性以及较高的强力使得在使用中不易破裂，可进行大幅宽生产并越来越受到消费者的青睐[2,3]。目前国外墙布行业较发达，研究开发范围广，其发展方向主要是增加花色品种和改善性能，如抗污染性、颜色的稳定性、可剥离性、抗霉菌性等[4]。而我国的墙布研究开发起步较晚，多半停留在简单装饰层面，能深入到功能性、环保性方面的研究较少[5]；且国内对墙布开发研究多偏重于单层墙布，其并不能完全满足墙布多功能的要求。我们现阶段面临的问题是市场上纺织纤维墙布品种少，功能单一[6]，价格高。因此，纺织纤维墙布的开发方向应从它的功能性着手，加强对抗污、透湿、阻燃等新产品的开发[4]。
本文所设计的多功能层压复合墙布是在研究调查目前国内消费者对未来市场上墙布产品的期待的基础上开发的一款既能满足美观、耐用等要求，又具有防水、透湿、阻燃等功能的产品，是一种物美价廉，能够为人们创造更加美好舒适环境的墙布。
1 试验
1.1 试验材料和仪器设备
水刺非织造布，面密度为60.1g/m2，嘉达无纺布公司产。原墙布，市场上普通涤纶提花墙布，云南创品铭嘉建筑工程有限公司产。TPU膜，型号为GXJU150，江阴伟韬塑料新材料有限公司产。热熔胶网膜，型号为A042，上海星霞高分子制品有限公司产。
江阴市通源纺织机械有限公司SGA598型半自动小样织机，自主研发热压黏合机，东莞博莱德仪器设备有限公司YG028型织物强力机，常州新纺检测仪器设备有限公司YG461E型数字式织物透气测试仪，上海源琦检测仪器有限公司HD815A织物阻燃性能测试仪。
1.2 多功能墙布的设计
本试验墙布表层选用TPU薄膜，具有单向导湿及防水功能；中间层为提花机织物，利用阻燃涤纶和普通涤纶交织来实现阻燃性和装饰性；底层使用水刺非织造布，可以更好地增强墙布的吸水和透气性。通过层压复合技术，利用热熔胶把表层、中间层和底层粘连起来，使得织物实现阻燃、防水、透湿等功能的复合化。底层织物的基本参数如表1所示，墙布结构设计及制备工艺流程如图1、图2所示。
1.3 提花织物的设计与织造
经试验验证，当阻燃涤纶在织物表面覆盖率达到69.12%，阻燃效果能够满足要求[7]。提花机织物采用平纹地小提花，经纱为33.3 tex阻燃涤纶，纬纱为33.3 tex普通涤纶和33.3 tex阻燃涤纶1∶1混纬。其上机图如图3所示，织物规格参数如表2所示。
1.4 墙布层压复合工艺条件
层压复合工艺中，层压时间、层压温度以及施胶量对产品的剥离强力以及透气性的影响都比较大，因此，将层压时间和温度、施胶量作为正交试验的三个因素，各因素及水平如表3所示，对复合墙布的剥离强力和透气率进行测试和分析，优化复合工艺条件。
2 结果与讨论
2.1 墙布层压复合最优工艺分析
2.1.1 层压温度对剥离强力及透气率的影响
层压温度与剥离强力及透气率的关系见图4。
从图4(a)可以看出，随着层压温度的升高，剥离强力增大，120℃时剥离强力最小，当温度达到130℃时剥离强力基本保持稳定水平，无明显增长。这主要因为热熔胶的熔融温度在110℃左右，当层压温度略高于其熔融温度时，热熔胶还未充分熔融，大部分处于玻璃态或高弹态，没有完全分散在表层与中间层以及中间层与底层之间，所以黏接不牢；当温度达到130℃时，热熔胶充分熔融，完全浸润各层，黏接牢度达到最好，因此剥离强力达到最好，不再大幅度增长。由图4(b)可知，透气率随着层压温度的升高持续下降，随着热熔胶流动性的提高，其渗透到织物的各层，堵塞了织物的空隙，导致透气性下降，因此层压温度选择130℃。
2.1.2 层压时间对剥离强力及透气率的影响
层压时间与剥离强力及透气率的关系见图5。
从图5(a)可以看出，随着层压时间的延长，剥离强力呈现先上升后下降的趋势，80 s时达到最高。原因在于层压时间过短，热熔胶刚开始熔融，只有少部分流入各层，黏接不强，此时剥离强力小；但时间过长，部分热熔胶渗入织物表面或底部导致热熔胶的流失，所以剥离强力下降[8]。由图5(b)可知，透气率随着层压时间的延长呈现先下降后上升的趋势，层压时间60 s时透气率最大。这是因为随着层压时间的延长，热熔胶的流动性虽然提高，不再集聚于织物各层，但部分热熔胶流入织物的孔隙中造成堵塞，以致于透气率下降，100 s时热熔胶有所流失，因此透气率有小幅度的提升。
2.1.3 施胶量对剥离强力及透气率的影响
施胶量与剥离强力及透气率的关系见图6。
从图6(a)可以看出，随着施胶量的增加，剥离强力先减小后增大，施胶量为50 g/m2时剥离强力最小。这是因为施胶量不足时，织物各层黏接牢度不佳，所以剥离强力较低；随着施胶量的提高，织物各层充分黏接，所以剥离强力逐渐增大。由图6(b)可知，随着施胶量的增加，透气率呈现出持续下降的趋势，原因在于热熔胶的施加会封闭织物各层原有的空隙和孔隙，所以透气率会持续下降。
综合以上分析可得墙布最佳复合条件为：层压温度130℃，层压时间80 s，施胶量75 g/m2。
2.2 复合墙布综合性能分析
对开发的复合墙布进行了基本指标及阻燃性能的测试，测试结果分别见表4和表5。
从表4可以明显看出，复合墙布厚度与原墙布一样，热熔胶的使用不仅使墙布缔结得更加牢固，还实现了三层材料的层压复合，使其在断裂拉伸及透湿性能上更具优势，防水透湿性良好，强度大。同时，表层TPU薄膜将高湿度一侧的水分子吸附并在低湿度一侧进行解吸，从而使得墙布整体具有较好的透湿性[9]。
根据GB/T 17591—2006《阻燃织物》标准可知，复合墙布达到了装饰织物的阻燃要求。虽然热熔胶的使用增加了织物质量，但其对织物的性能并没有影响，由此可见，研发的复合墙布综合性能良好，在阻燃、防水透湿、断裂强力等方面明显优于市场产品。
3 结语
本文设计和开发了一种多功能层压复合墙布，通过TPU膜、阻燃涤纶提花织物和水刺非织造布层压复合而成，试验得出如下结论。
(1)在设计提花机织物时将阻燃涤纶同时应用于经纬纱，使得墙布达到了阻燃要求；平纹地小提花组织强化了装饰功能。
(2)优化层压复合工艺为：层压温度130℃，层压时间80 s，施胶量75 g/m2。
(3)经测试分析，并与市场墙布比较，该复合墙布具有良好的透湿性、阻燃性等，实现墙布功能复合化，符合市场产品要求。
参考文献
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