纳米防水面料

真空纳米镀膜技术的纺织品（面料）疏水（憎水）应用

郑亮孙建明

北京嘉润通力科技有限公司

摘要：论述了通过使用真空、温度、电场、磁场等条件对不同化学原料进行真空聚合形成的疏水膜层的技术特征和应用，并对膜层特征、面料防水性能等进行了实验，对实验结果进行了描述和分析。使用水滴接触角测量仪，扫描电镜（SEM）,对制备的纳米级厚度的聚合物保护膜进行了检测和分析。结果表明镀膜对面料及纸张的纤维包裹性良好，厚度均匀，疏水性能良好。同时并未影响材料原有的特性。

关键词：真空纳米镀膜聚合物水接触角

Application of Vacuum Nano-Coating Technology on Textile Fabric

hydrophobicity

Zheng Liang Sun Jian Ming

Beijing Jia Run Power Tech., Ltd. (JRP)

Abstract: The technical characteristics and application of hydrophobic film layer which polymerized under conditions of vacuum, temperature, electric field, magenetic field, and different chemical raw material are discussed. And the experiments of film layer characteristics, textile fabric hydrophobicity performance are carried out. Meanwhile the experimental results are described and analyzed. By using Water Contact Angle Measuring Instrument and SEM, the prepared nano-scale polymerized protective film is detected and analyzed. The results show that the coating on the textile fabric and paper fiber wrapped well, and with uniform thickness and good hydrophobic performance. At the same time the original characteristics of the material are not affected.

Key Words: Vacuum Nano Coating Polymer Water Contact Angle Measuring Instrument

1、引言

人类大约在公元前5000年埃及开始用麻织布，公元前3000年印度开始使用棉花，近代发明化纤面料，服装材料的发展与纺织工业的发展是紧密联系在一起的。纺织品从手工生产到机械生产的进步和材料技术的发展都使服装材料不断的更新换代。随着科学技术的发展，陆续赋予了纺织品防水，防蛀、防缩、防污和阻燃等性能，从而为服装增添了许多新功能。随着时代的发展和科学的进步，消费者审美意识与知识结构的改变，消费者对服装的各种需求也不断发生着变化。人们希望服装面料既能够防水、防油、防污及其他脏物，同时又保持原有的使用和舒适特性。

目前国际上有一些技术能做到使服装面料在部分保持原有的面料特性的同时，又能够防水、防油、防污及其他脏物，这些技术大致可以分为以下三种：一、通过纤维遇水膨胀来实现防水。最早的防水织物是著名的文泰尔(Ventile)织物。当织物干燥时，经纬纱线间的间隙较大，大约10微米，能提供高度透湿的结构；当雨或水淋织物时，棉纱膨胀，使得纱线间的间隙减至3～4微米，这一闭孔机制同特殊的拒水整理相结合，保证织物不被雨水进一步渗透。目前该类面料早已被其它防水透湿面料所取代。杜邦、日本东丽等国际大公司研究

的通过纤维内部制造出孔道的方式实现将汗水排出体外，也就是市场上的吸湿排汗面料，叫Coolmax类面料。该类纤维生产技术集中在这类国际大公司手上，但是存在面料透气性下降、柔软性变差、舒适性变差、价格相对较高，难以成为市场的主流。二、通过涂层来实现防水。采用涂层工艺技术，将各种各样具有防水功能的涂层剂涂敷在织物的表面上，使织物表面孔隙被涂层剂封闭或减小到一定程度，从而得到防水性。涂层面料的价格低，而被广泛使用。但是由于其防水透湿性能较差，遇高温会变硬，时间久了会老化，严重污垢无法彻底洗净，涂层容易在洗涤过程中产生开裂，手感也不能令人满意，市场占有率正在逐步的减少。三、通过层压防水膜来实现防水。美国GORE公司利用聚四氟乙烯(PTFE)成为第一家生产出该膜的公司，与织物进行复合层压后取商品名为GORE-TEX。但是由于PTFE具有非常强的化学惰性，几乎没有什么材料可以将它与其它织物很好地层压在一起，第一代面料牢度非常差。后来，经过不断的努力，通过与其它亲水薄膜层压在一起成为复合薄膜，并在膜上进行特殊处理，牢度才提高。虽然PTFE面料防水透湿性能较其它面料出色，但是，也由于其本身的化学惰性，薄膜难以被自然界降解，燃烧温度高达405℃，大规模的应用使得GORE-TEX渐渐成为环境的杀手。当今低碳绿色环保已成为国际社会的共识，GORE-TEX的环保问题将是其发展的瓶颈，但其水洗牢度仍需提高，如果没有与亲水性薄膜复合，水洗牢度一般只能5次左右。同时通过层压后，面料的悬垂性、透气性、柔软性、贴身性和轻便性有一定的损失。

鉴于以上的这些情况，各国的科研工作者和业内人士都在谋求透气性更好、穿着更舒适、生产工艺更简便的防水面料技术。北京嘉润通力科技有限公司（JRP）多年来一直致力于真空镀膜技术的探索和研究，基于对真空镀膜技术以及材料科学的理解和掌握，公司做了大量针对性的实验，成功研发出了在棉，麻，毛等面料上的纳米级镀膜。实现了对面料单个纤维的包裹从而使面料具有防水防污的特性。经过JRP真空纳米镀膜技术处理不但可以让织物具备极佳的防水疏水功能，同时可很好地保持织物原有的特性（保暖性，透气性，舒适性，轻便性，等）。由于是纳米级镀膜，所以材料用量很少而且可以采用廉价的材料，因此具有低成本的优势。更重要的是整个处理过程不会有不良副产物的产生，是绿色环保的，而且膜层本身也具有稳定不易分解的特性。

2.JRP 真空纳米镀膜

2.1 JRP 真空纳米镀膜介绍

JRP ®纳米镀膜技术是在真空环境下，以适当的真空度、温度、电场和磁场等各种条件催化下，将单种或多种工艺气体部分分解成自由基和原子并带电，然后聚合在目标材料上，

从而在材料上生长出一层或者多层纳米级超薄聚合物的技

术。

我们知道，在真空环境下气体分子密度比较小，在成

膜时分子沉积后排列比较致密、厚度薄、对目标材料的渗透

性好。在真空、电场、磁场、温度等环境下，工艺气体材料

会离子化，产生定向运动，当我们把面料置于离子运动的路

径上，并在面料周围设定聚合条件，气体离子就会沉积在面

料上，并且沉积的速度快。根据不同功能的膜层需要，可以

通过调整工艺气体材料、温度、电场、磁场等条件，形成不

同功能的膜。

图1