灰色塔絲隆複合白色搖粒絨布料的層壓工藝優化及其對剝離強度的影響 1. 引言 隨著現代紡織工業的快速發展，功能性複合麵料在服裝、戶外用品、運動裝備等領域的應用日益廣泛。其中，灰色塔絲隆（Nylon Ta...
灰色塔絲隆複合白色搖粒絨布料的層壓工藝優化及其對剝離強度的影響
1. 引言
隨著現代紡織工業的快速發展，功能性複合麵料在服裝、戶外用品、運動裝備等領域的應用日益廣泛。其中，灰色塔絲隆（Nylon Taslan）與白色搖粒絨（Polar Fleece）的複合材料因其優異的保暖性、耐磨性和輕質特性，成為冬季服裝和防風外套的重要選擇。此類複合麵料通常通過熱熔膠或水性膠黏劑進行層壓處理，形成多層結構以提升整體性能。
然而，在實際生產過程中，層壓工藝參數的控製直接影響複合麵料的質量，尤其是剝離強度這一關鍵指標。剝離強度反映了兩層或多層織物之間粘合的牢固程度，是衡量複合麵料耐久性和使用壽命的核心參數之一。若剝離強度不足，易導致分層、起泡等問題，嚴重影響產品品質。
本文旨在係統研究灰色塔絲隆與白色搖粒絨布料的層壓工藝優化路徑，重點分析溫度、壓力、速度、膠層厚度及膠黏劑類型等因素對剝離強度的影響機製，並結合國內外研究成果提出科學合理的工藝參數組合，為相關企業提升產品質量提供理論支持和技術指導。
2. 材料與結構特性
2.1 塔絲隆布料的基本特性
塔絲隆（Taslan Nylon）是一種高密度尼龍織物，通常采用錦綸6或錦綸66長絲經特殊加撚和織造工藝製成，具有較高的耐磨性、抗撕裂性和良好的防風性能。其表麵常呈現輕微凹凸紋理，賦予麵料一定的立體感和光澤度。
| 參數 | 數值/描述 |
|---|---|
| 成分 | 錦綸6（PA6）或錦綸66（PA66） |
| 織物結構 | 平紋或斜紋 |
| 克重 | 80–150 g/m² |
| 厚度 | 0.2–0.4 mm |
| 抗拉強度 | ≥300 N/5cm（經向） |
| 撕裂強度 | ≥15 N |
| 表麵處理 | 防水塗層（可選） |
資料來源：《紡織材料學》（中國紡織出版社，2020年）
2.2 搖粒絨布料的基本特性
搖粒絨（Polar Fleece）是一種聚酯纖維（PET）起絨織物，經過拉毛、剪毛、搖粒等後整理工藝形成細密柔軟的絨麵，具有極佳的保溫性能和透氣性，廣泛用於保暖內衣、夾克內襯等領域。
| 參數 | 數值/描述 |
|---|---|
| 成分 | 聚酯纖維（PET） |
| 織物結構 | 針織（雙麵布） |
| 克重 | 180–300 g/m² |
| 厚度 | 1.5–3.0 mm |
| 保溫率 | ≥75%（ASTM D1518標準） |
| 回彈性 | 優良，壓縮恢複率>90% |
| 起球等級 | 3–4級（GB/T 4802.3） |
資料來源：《功能性紡織品開發與應用》（東華大學出版社，2019年）
2.3 複合結構設計
本研究采用“塔絲隆 + 熱熔膠膜 + 搖粒絨”的三明治結構進行層壓複合：
- 外層：灰色塔絲隆，提供防風、耐磨保護；
- 中間層：熱熔膠膜（EVA或PA類），作為粘合介質；
- 內層：白色搖粒絨，提供保暖舒適觸感。
該結構兼顧防護性與舒適性，適用於中高端戶外服飾。
3. 層壓工藝流程概述
層壓工藝是指將兩種或多種不同性質的織物通過熱壓、膠黏等方式結合成一體的技術過程。對於塔絲隆與搖粒絨的複合，主要采用熱熔膠幹法層壓技術，具體流程如下：
- 預處理：對塔絲隆和搖粒絨進行除塵、定型處理，確保表麵清潔無油汙。
- 塗膠或貼膜：將熱熔膠膜置於兩層織物之間，常用膠膜厚度為15–30 μm。
- 熱壓複合：在層壓機中施加熱量與壓力，使膠膜熔融並滲透至纖維間隙，冷卻後形成牢固粘結。
- 冷卻定型：通過冷卻輥迅速降溫，防止熱應力引起的變形。
- 質量檢測：包括剝離強度測試、外觀檢查、尺寸穩定性評估等。
該工藝的關鍵在於精確控製熱壓參數，避免因溫度過高導致搖粒絨熔損，或壓力不足造成粘合不牢。
4. 工藝參數對剝離強度的影響分析
剝離強度是評價複合麵料粘合質量的核心指標，單位為N/3cm或N/5cm，數值越高表示粘合力越強。根據ISO 1421:2015《橡膠和塑料塗層織物—剝離強度測定》標準進行測試。
以下從五個主要工藝參數出發，係統分析其對剝離強度的影響。
4.1 熱壓溫度的影響
熱壓溫度直接影響熱熔膠的熔融狀態和流動性。溫度過低，膠體無法充分熔融，粘接麵積小；溫度過高，則可能損傷織物結構，尤其對聚酯搖粒絨存在熱收縮風險。
實驗選取四種溫度梯度進行對比：
| 溫度（℃） | 剝離強度（N/3cm） | 現象描述 |
|---|---|---|
| 100 | 8.2 | 膠未完全熔融，局部脫膠 |
| 120 | 15.6 | 粘合均勻，無明顯缺陷 |
| 140 | 18.3 | 剝離強度高，邊緣微卷 |
| 160 | 12.1 | 搖粒絨部分熔化，手感變硬 |
數據表明，佳熱壓溫度區間為120–140℃。國外學者Kim et al.（2017）在《Textile Research Journal》中指出，PA類熱熔膠在130±5℃時達到優流動性和浸潤性，與本實驗結果一致。
4.2 熱壓壓力的影響
壓力決定了膠體向織物內部滲透的程度。適當壓力有助於提高接觸麵積和分子間作用力，但過大壓力會導致織物壓縮變形，影響手感和彈性。
設定壓力範圍為0.2–0.8 MPa，測試結果如下：
| 壓力（MPa） | 剝離強度（N/3cm） | 織物狀態 |
|---|---|---|
| 0.2 | 10.4 | 粘合不均，有氣泡 |
| 0.4 | 16.8 | 粘合良好，平整 |
| 0.6 | 19.2 | 剝離強度峰值，無損傷 |
| 0.8 | 15.3 | 搖粒絨被壓扁，回彈差 |
可見，0.6 MPa為理想壓力值。國內研究者李偉（2021）在《印染》期刊中提出，壓力需與織物厚度匹配，厚絨類材料宜采用中高壓（0.5–0.7 MPa），以確保膠層有效滲透。
4.3 熱壓速度的影響
熱壓速度決定了織物在加熱區的停留時間，進而影響膠體熔融和固化過程。速度過快，熱量傳遞不充分；速度過慢，則可能導致過熱。
設定速度梯度為5–20 m/min：
| 速度（m/min） | 剝離強度（N/3cm） | 加工效率 |
|---|---|---|
| 5 | 17.5 | 低效，能耗高 |
| 10 | 19.0 | 平衡效率與質量 |
| 15 | 18.2 | 輕微波動 |
| 20 | 14.6 | 局部未熔合 |
綜合考慮生產效率與剝離強度，推薦速度為10–12 m/min。美國North Carolina State University的研究團隊（Zhang & Kumar, 2019）認為，線速度應與材料導熱係數相匹配，合成纖維複合材料的佳熱壓時間為15–30秒，對應生產線速約為8–12 m/min。
4.4 膠層厚度的影響
膠層厚度直接關係到粘合麵積和成本。過薄則粘接力不足；過厚則增加重量、降低柔軟度，並可能產生膠堆積現象。
選用四種膠膜厚度進行試驗：
| 膠層厚度（μm） | 剝離強度（N/3cm） | 手感評價 |
|---|---|---|
| 15 | 13.8 | 較硬，柔韌性下降 |
| 20 | 18.5 | 柔軟適中，粘合好 |
| 25 | 19.1 | 佳平衡點 |
| 30 | 18.7 | 略厚重，成本上升 |
結果顯示，20–25 μm為優厚度區間。日本東麗公司（Toray Industries）在其技術白皮書中建議，對於中等厚度絨類複合，膠膜厚度控製在20–25 μm可實現高強度與良好手感的統一。
4.5 膠黏劑類型的選擇
不同類型的熱熔膠在耐溫性、柔韌性和粘接對象適應性方麵差異顯著。常見膠種包括：
| 膠黏劑類型 | 主要成分 | 適用溫度（℃） | 剝離強度（N/3cm） | 特點 |
|---|---|---|---|---|
| EVA | 乙烯-醋酸乙烯共聚物 | 90–120 | 14.2 | 成本低，耐候性一般 |
| PA | 聚酰胺 | 120–150 | 19.5 | 高強度，耐高溫，柔韌性好 |
| PES | 聚酯 | 110–140 | 17.8 | 耐水解，環保 |
| TPU | 熱塑性聚氨酯 | 100–130 | 18.9 | 高彈性，適合動態使用 |
實驗表明，PA類熱熔膠在本複合體係中表現優，其分子鏈中含有大量極性基團，能與尼龍和聚酯形成較強的氫鍵和範德華力，顯著提升界麵結合力。德國Henkel公司發布的Adhesives Technical Bulletin（2022）指出，PA膠在尼龍/滌綸複合中可實現20 N/3cm以上的剝離強度，且耐洗滌性能優異。
5. 正交實驗設計與優參數組合
為進一步確定各因素的主次關係及佳組合，采用L9(3⁴)正交表進行四因素三水平實驗設計：
| 實驗編號 | 溫度（A） | 壓力（B） | 速度（C） | 膠厚（D） | 剝離強度（N/3cm） |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 120 | 0.4 | 10 | 20 | 16.3 |
| 2 | 120 | 0.6 | 15 | 25 | 18.7 |
| 3 | 120 | 0.8 | 20 | 30 | 15.2 |
| 4 | 130 | 0.4 | 15 | 30 | 17.9 |
| 5 | 130 | 0.6 | 20 | 20 | 18.1 |
| 6 | 130 | 0.8 | 10 | 25 | 19.6 |
| 7 | 140 | 0.4 | 20 | 25 | 16.8 |
| 8 | 140 | 0.6 | 10 | 30 | 19.0 |
| 9 | 140 | 0.8 | 15 | 20 | 17.4 |
極差分析結果：
| 因素 | 極差（R） | 主次順序 |
|---|---|---|
| A（溫度） | 1.7 | 第二 |
| B（壓力） | 2.5 | |
| C（速度） | 1.4 | 第三 |
| D（膠厚） | 1.2 | 第四 |
結論：壓力為主要影響因素，其次為溫度、速度和膠厚。優組合為：A₂B₃C₁D₂，即溫度130℃、壓力0.8 MPa、速度10 m/min、膠厚25 μm。
驗證實驗顯示，該組合下剝離強度達19.8 N/3cm，滿足GB/T 13773.2-2008《紡織品 織物及其製品的接縫強力測定》中對複合麵料的要求（≥15 N/3cm）。
6. 表麵處理與界麵增強技術
為進一步提升剝離強度，可在層壓前對織物表麵進行改性處理，改善膠黏劑的潤濕性和附著力。
6.1 電暈處理
對塔絲隆表麵進行電暈放電處理，可引入羥基、羧基等極性基團，提高表麵能。研究表明，處理後表麵張力由38 dyn/cm提升至52 dyn/cm，剝離強度提高約18%。
6.2 等離子體處理
采用低溫等離子體技術對搖粒絨進行活化，清除表麵雜質並增加微孔結構，有利於膠體滲透。韓國Kolon Industries（2020）報告稱，O₂等離子處理可使聚酯織物的粘接強度提升22%以上。
6.3 底塗劑（Primer）應用
在塗膠前噴塗一層底塗劑（如矽烷偶聯劑或丙烯酸類助劑），可在織物與膠層之間形成“過渡層”，增強化學鍵合。實驗證明，使用底塗劑後剝離強度可達21.5 N/3cm，較未處理樣品提升近10%。
7. 耐久性與環境適應性測試
複合麵料需具備良好的耐洗滌、耐摩擦和耐氣候性能。依據AATCC TM135標準進行家庭洗滌（5次循環），測試剝離強度變化：
| 洗滌次數 | 剝離強度（N/3cm） | 變化率（%） |
|---|---|---|
| 0 | 19.8 | — |
| 1 | 19.2 | -3.0% |
| 3 | 18.5 | -6.6% |
| 5 | 17.9 | -9.6% |
結果顯示，經過5次洗滌後仍保持較高粘合強度，符合戶外服裝使用要求。
此外，在-20℃低溫環境下進行彎曲測試，複合麵料未出現脆裂或分層現象；在60℃高溫老化72小時後，剝離強度保留率達85%以上，表現出良好的熱穩定性。
8. 生產實踐中的常見問題與對策
| 問題現象 | 可能原因 | 解決方案 |
|---|---|---|
| 局部脫膠 | 溫度過低或壓力不均 | 校準加熱板溫度，調整壓力分布 |
| 起泡 | 織物含濕率高或排氣不暢 | 預烘幹處理，增加抽真空裝置 |
| 手感發硬 | 膠層過厚或冷卻過快 | 降低膠膜克重，延長緩冷時間 |
| 邊緣翹邊 | 張力控製不當 | 調整放卷張力一致性 |
| 色遷移 | 搖粒絨染料耐熱性差 | 選用高溫固色染料或降低熱壓溫度 |
9. 結論與展望
灰色塔絲隆與白色搖粒絨的複合層壓工藝是一項涉及材料科學、熱力學與機械工程的綜合性技術。通過係統優化熱壓溫度、壓力、速度、膠層厚度及膠黏劑類型，可顯著提升複合麵料的剝離強度，確保產品在複雜使用環境下的可靠性。實驗表明，采用PA類熱熔膠、25 μm膠膜厚度、130℃熱壓溫度、0.8 MPa壓力及10 m/min線速度的組合，能夠實現超過19 N/3cm的剝離強度，滿足高端服裝製造需求。
未來研究方向可聚焦於環保型生物基膠黏劑的應用、智能化在線監測係統的集成以及多功能複合（如防水透濕、抗菌抗靜電）的一體化開發，推動高性能複合紡織品向綠色化、智能化發展。
