合成革工藝綜合實驗指導(dǎo)書

1、.干法聚氨酯合成革生產(chǎn)工藝  評論:2 條   查看:532 次   xiangyuan 發(fā)表于 2008-04-07 07:14聚氨酯人造革主要分為干法聚氨酯人造革和濕法聚氨酯人造革。所謂干法聚氨酯人造革，是指將溶劑型聚氨酯樹脂中的溶劑揮發(fā)掉后，得到的多層薄膜加上底布而構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)體。而濕法聚氨酯人造革，是將溶劑型聚氨酯，采用水中成膜法而得到的具有透氣性和透濕性，又同時具有連續(xù)多孔層的多層結(jié)構(gòu)體。一、干法聚氨酯人造革（一）生產(chǎn)工藝流程注：1、離型紙發(fā)送 2、離型紙貯存裝置 3、第一涂料臺 4、10M左右干燥箱 5、第一組冷卻輥 6、第二涂料臺 7、1

2、520M干燥箱 8、第二組冷卻箱 9、第三涂料臺 10、基布發(fā)送臺 11、貼合裝置 12、2025M干燥箱 13、第三組冷卻輥 14、剝離裝置 15、人造革卷取 16、離型紙卷取離型紙法聚氨酯人造革生產(chǎn)原理是將不同性能的面、底層配合液利用刮刀涂覆在離型紙上，面料經(jīng)過干燥、冷卻工藝后，再涂覆上粘合層底料，利用基布發(fā)送貼合裝置將基材與底料復(fù)合，經(jīng)過干燥、冷卻后，利用剝離裝置將成品人造革與離型紙分別成卷。（二）、主要原料1、離型紙A、離型紙分類：按用途分：聚氯乙烯人造革用紙 聚氨酯人造革用紙按花紋分：平面紙 壓紋紙按光澤度分：高光型 光亮型 半光亮型 半消光型 消光型 超消光型按材質(zhì)分：硅系紙（表面

3、涂敷有機(jī)硅聚合物，耐溫190） 非硅系紙（表面涂敷丙烯聚合物，耐溫150） 特殊用紙（PVC用）B、性能要求：強(qiáng)度：由于在涂布后，進(jìn)入烘箱干燥，溫度較高，在多次使用中必須有足夠的強(qiáng)度，最重要的撕裂強(qiáng)度。表面均勻性：必須保持一定的離型均勻度及光澤，平面紙的平滑度及厚度要保持一致。耐溶劑性：在生產(chǎn)中，常用到多種溶劑，要做到既不溶解也不溶脹。合適的剝離強(qiáng)度：離型紙要有適當(dāng)?shù)膭冸x強(qiáng)度，如果剝離太困難會影響到紙的重復(fù)使用次數(shù)，如果剝離太容易，在涂布及復(fù)合時易引起預(yù)剝離，而影響產(chǎn)品質(zhì)量。C、供應(yīng)商：目前國內(nèi)離型紙還沒有生產(chǎn)，主要依靠進(jìn)口，世界上生產(chǎn)離型紙的廠商主要是：美國沃淪公司、英國維金斯公司、意大利賓

4、達(dá)公司、日本創(chuàng)研株式會社、旭輥株式會社、大日本印刷株式會社等。各公司的主導(dǎo)產(chǎn)品品種各不相同。2、樹脂一類是表皮層用樹脂，另一類是粘接層用樹脂，后者可分為I液型樹脂與II液型樹脂。一般來說，I液型聚氨酯是由含有活潑氫的高分子量化合物，含有活潑氫的低分子量化合物（又稱擴(kuò)鏈劑）以及二異氰酸酯化合物制造出來的。其分子結(jié)構(gòu)可分兩部分，一是含有活潑氫的高分子量化合物為基礎(chǔ)，稱為軟鏈部分，二是含有低分子量化合物和二異氰酸酯相連結(jié)的稱為硬鏈部分。硬鏈鏈節(jié)的比例有利于提高其熔點、玻璃化溫度、硬度和強(qiáng)度，但相對降低了其彈性和溶解度。相反，含有活潑氫的高分子量化合物是較柔軟的鏈節(jié)，能降低其熔點、玻璃化溫度，提高柔軟

5、度、彈性和撓曲性。聚氨酯樹脂的這種結(jié)構(gòu)對其性能影響很大，其性能取決于分子量的大小，分子間的引力，分子間的鏈節(jié)柔軟性；聚氨酯樹脂其性能隨分子量的增加而提高，如拉伸強(qiáng)度、伸長率、熔點、硬度等，溶解度則相反，隨著分子量增加而下降。通常干法人革要求表面處理層光滑耐磨，耐彎曲性好，耐溶劑性好，有良好的重復(fù)涂敷性，顏料分散均勻、展色性佳的等等特點。因此，凝集力高的I液型樹脂最為合適。此外，濕式聚氨酯革的多孔層在水中要求有快速凝固性，所以同樣用分子內(nèi)高凝集力的熱塑性的I液型樹脂。而粘結(jié)層要求和基布粘接性好，柔軟，耐水解性好，所以最好采用凝集力低的，而且與異氰酸酯等交聯(lián)劑在交聯(lián)促進(jìn)劑存在下并用的熱固型的II液

6、型聚氨酯樹脂，II液型樹脂是由含有活潑氫的高分子量化合物和二異氰酸酯進(jìn)行加成聚合反應(yīng)得到的，其末端上具有反應(yīng)性的羥基，II液型聚氨酯樹脂本身不能成膜，即使成膜也是低物性的皮膜，為了提高其物理性能和粘接性，可利用其末端反應(yīng)的羥基和交聯(lián)劑通過交聯(lián)促進(jìn)劑進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)才能得到高物性皮膜。皮膜的物理化學(xué)性能是由II液型聚氨酯樹脂中的含有活潑氫的高分子量化合物的組成、分子量的大小、交聯(lián)劑的用量決定的，所以交聯(lián)劑、交聯(lián)促進(jìn)劑等在配合時的添加量、固化條件、熟化條件等對皮膜物性有很大影響。通常選擇樹脂牌號時主要根據(jù)其綜合質(zhì)量數(shù)據(jù)指標(biāo)而定，如溶劑組成、抗拉強(qiáng)度、模量、伸長率等等。各品種性能詳細(xì)參考我

7、公司新版說明書。3、溶劑在人造革生產(chǎn)過程中所使用的溶劑有著很重要的作用。第一，它是溶解樹脂形成適合于配制一定粘度的可供涂覆、浸漬及表面處理的混合液的液體；第二，一些溶劑又常常用來作為制備聚氨酯樹脂的反應(yīng)介質(zhì)；第三，一些溶劑又常常用來配制色漿，用于產(chǎn)品的著色、印刷、涂飾等。在選擇使用溶劑的時候，除了考慮其溶解度、揮發(fā)速度的共性以外，特別是聚氨酯人造革對溶劑的要求較高，主要是考慮涂布液的異氰酸酯基（-NCO）的特點，所以應(yīng)注意下面兩點：A、溶劑中不能含有與異氰酸酯基反應(yīng)的物質(zhì)，如有，將使聚氨酯變質(zhì)而不能使用，所以醇、醚、醚醇類溶劑不能使用。B、水的影響。普通工業(yè)級溶劑實際上多少都含有水分，因為溶劑

8、與水之間具有一定的溶解度，這樣容易使水分與異氰酸酯基發(fā)生反應(yīng)，而消耗不少異氰酸酯，因此不論是在樹脂制造過程中，還是稀釋配料過程中，都必須用無水的溶劑，所以聚氨酯人造革所選擇的溶劑要求不含雜質(zhì)或雜質(zhì)極少。一般選用工業(yè)一級品溶劑，其純度在99%以上。使用時現(xiàn)用現(xiàn)配，配成的漿料不能存放時間太長，特別是II液型樹脂混合液，以免吸潮，使?jié){料變質(zhì)。常用溶劑性能表（見下圖）溶劑名稱 沸點 相對密度（20下） 水溶解度（V/V） 溶度參數(shù)二甲基甲酰胺（DMF） 153 0.945 12.1甲苯（TOL） 110.8 0.866 0.05 8.9甲乙酮（MEK） 79.6 0.806 26.8 9.1丙酮 56

9、.1 0.790 9.41乙酸乙酯（EA） 77.1 0.900 8.7 9.08環(huán)己酮 155.6 0.951 8.7 10.054、基布目前人造革所使用的的基布大體分為三大類：A、機(jī)織布：平織布 斜紋布 緞紋布 絨毛布B、針織布：純棉 維棉 滌棉 純化纖針織布C、非織造布：又稱不織布，俗稱無紡布。無紡布可分為針刺型與非針刺型兩種目前國內(nèi)聚氯乙烯人造革和聚乙烯人造革常用的基布是各種棉布、維棉布或純化纖布；干式聚氨酯人造革常用針織布或平織布及單面起絨布；而濕式聚氨酯人造革常用的是雙面起毛布及合成纖維織物；濕式聚氨酯合成革常用合成纖維無紡布。通常起毛布又分為純棉起毛布和混紡起毛布，根據(jù)鞋材、服裝

10、、及包用材的不同，而設(shè)計厚度、經(jīng)緯紗織密度及成品所要求的斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長率、及撕裂強(qiáng)度、漲破強(qiáng)度等指標(biāo)。通常人造革對基布的要求有以下幾點：A、基布表面必須平整，厚度、起絨密度、長度、色澤等要求均勻一致。B、基布表面無線頭、疙瘩、無孔洞等異常，接頭處平整牢固。C、參照技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行批次抽檢測試D、要能經(jīng)受住人造革生產(chǎn)時較高的加工溫度，基布若是織物需保證經(jīng)緯方向強(qiáng)度接近，若是無紡布，必須保證縱橫方向強(qiáng)度一致。5、著色劑著色劑可分為染料和顏料兩大類。兩者的主要區(qū)別是溶解性不同。染料可溶于水、油、各種有機(jī)溶劑等。具有強(qiáng)烈的著染能力，色澤鮮艷，但耐熱性、耐光性和耐溶劑性差，在人造革的加工溫度下易分

11、解，在制品的使用過程中容易滲出，遷移而造成串色和污染。顏料一般不溶于水、溶劑，在人造革中分散成細(xì)微顆粒，由其表面的遮蓋作用而著色。它和染料相比較，透明性、鮮艷性稍差，但耐熱性、耐光性好，不易遷移滲出。顏料可分為有機(jī)顏料和無機(jī)顏料兩類。無機(jī)顏料具有優(yōu)良的耐熱性、耐光性和耐溶劑性，而且原料易得，制造簡便，價格低廉，但其透明度、鮮明性差，色澤暗淡，相對密度大。有機(jī)顏料具有介于無機(jī)顏料和染料之間的綜合性能，耐熱性、耐光性及分散性不及無機(jī)顏料，但色澤鮮艷，分散性好。理想的著色劑在人造革制造中應(yīng)具備如下條件：A、色澤鮮艷、著色力強(qiáng)、分散性好、不凝集。B、耐熱性好，在樹脂的加工溫度下和最高使用溫度下有良好的

12、熱穩(wěn)定性，不變色、不分解。C、耐溶劑性好，與溶劑接觸后不會因溶劑而遷移、串色。D、耐遷移性好，要求著色劑在樹脂中不會發(fā)生色遷移，顏料不會析出。E、耐化學(xué)穩(wěn)定性好，有良好的耐酸、堿性，與樹脂中其他助劑不會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。F、無毒、無臭、著色劑不含有對樹脂有影響的雜質(zhì)。（三）配方工藝設(shè)計聚氨酯人造革使用的原材料最主要的是聚氨酯樹脂，選用時根據(jù)用戶提供的樣品外觀、軟硬度、顏色、光澤度及物理機(jī)械性能要求，先做小樣試驗，了解表皮層混合液和粘合層混合液的配合，摸索好工藝條件后再投入使用。聚氨酯人造革生產(chǎn)過程中，樹脂漿料經(jīng)過一系列過程，最后溶劑完全揮發(fā)掉，這樣便接觸到生產(chǎn)合理工藝問題，應(yīng)根據(jù)所加工的紋路大小、

13、深度來控制配合液的綜合粘度，粘度過低后容易造成表面花紋不清晰、粘連，成本相對增大。而粘度偏高，涂布量降低時，又容易使混合液不易進(jìn)入離型紙紋內(nèi)，涂布間隙小，出現(xiàn)卡刀斷紙現(xiàn)象易給操作人員帶來不便。在產(chǎn)品工藝設(shè)計方面,應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的用途進(jìn)行設(shè)計。比如鞋用革要求的機(jī)械強(qiáng)度高，在選用基布時應(yīng)選用物理性能較高的起毛布、平紋織物，客戶要求鞋革的表面平整、光滑，就應(yīng)在選擇離型紙時，選用小花紋、比較光亮或高光亮型，聚氨酯樹脂表皮層應(yīng)用偏高模量型號，而粘接層應(yīng)考慮耐水解，基布的顏色和表皮層的顏色協(xié)調(diào)接近等。（四）、生產(chǎn)中的異常排除序號 缺陷 原因 解決方法1 表面發(fā)生針孔 面層粘度過高溶劑沸點低涂層過厚第一個烘箱溫

14、度高面層烘干時間短面層樹脂被溶解 降低面層混合液粘度加高沸點的溶劑涂薄些降低烘箱溫度延長干燥時間選用耐溶劑的樹脂,粘合層少用強(qiáng)溶劑2 貼合基布后發(fā)生針孔粘合后烘箱溫度太低涂覆量大貼合間隙小貼合壓力過大貼合后烘箱溫度低風(fēng)量小面層干燥后冷卻差粘合層DMF過多，干燥速度慢 增加粘合層粘度降低涂覆量調(diào)大貼合輥間隙降低貼合壓力適當(dāng)提高二烘箱溫度提高風(fēng)量充分使面層冷卻少用DMF，使用甲苯、乙酸乙酯3 表面處理后發(fā)生針孔 熟化不充分面層太薄不均勻起毛布不均勻表面處理劑溶劑性太強(qiáng)、涂布量大 充分熟化加大面層厚度，涂勻選用均勻的起毛布少用強(qiáng)溶劑DMF，減少涂布量4 表皮產(chǎn)生刮刀線條 刮刀刀刃有缺陷面層粘度太高涂

15、刮刀刃半徑小漿料混入異物離型紙有缺陷 修理或更換刮刀降低面層粘度暗大涂刮刀刃半徑涂刮前應(yīng)過濾更換好的離型紙序號 缺陷 原因 解決方法5 澎潤現(xiàn)象 離型紙的離模性樹脂本身易膨潤表皮層涂布量小涂覆不均勻粘合層的樹脂不同溶劑不同粘合層涂布量太大干燥時間過長 用較重的離型紙用不膨潤的樹脂表皮層涂厚一些涂均勻選用不膨潤樹脂選用不易膨潤的溶劑，如DMF、甲苯少涂粘合層提高車速6 表面凹陷 離型紙的離模性表皮層用的樹脂耐溶劑差表面處理后凹陷是由于表面處理劑中DMF量過多 貼合后充分干燥,充分熟化表皮層選用耐溶劑樹脂,粘合層少用強(qiáng)溶劑表面處理劑少用DMF,改用可溶性醇類7 縮孔現(xiàn)象 離型紙有問題涂布太薄漿料粘

16、度太低 選用其他離型紙涂布加厚提高漿料粘度8 手感發(fā)硬或有皺紋 樹脂是硬牌號涂刮量太厚基布發(fā)硬粘合層交聯(lián)劑多 選用軟牌號樹脂涂刮薄些選用軟基布調(diào)整交聯(lián)劑用量 革基布與合成革 2012-10-20天然皮革一直是人們穿著的高檔服裝和使用的高檔制品的原料，經(jīng)濟(jì)的增長和生活水平的不斷提高，人們對皮革的需求量越來越大。現(xiàn)在皮革被廣泛運用于箱包、服裝、鞋業(yè)、手套、車輛內(nèi)飾、家具、球類及工業(yè)用布等方面。為彌補(bǔ)天然皮革的數(shù)量和性能的不足，及滿足人們更高層次的需要，人造皮革工業(yè)正在崛起。皮革分天然皮革和人造皮革，人造皮革又分人造革、人造合成革、超纖革等。人造合成革簡稱合成革，是將基布浸漬聚氨酯樹脂再經(jīng)后整理而制

17、成。革基布的性能直接影響人造合成革的特性，因此，革基布的生產(chǎn)技術(shù)、設(shè)備及質(zhì)量水平是合成革行業(yè)得以良好持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。 1、人造合成革、基布的發(fā)展 1）將織物做底布，在其表面進(jìn)行再加工技術(shù)從14世紀(jì)就開始了，當(dāng)時人們用亞麻油涂布，用氧化聚合成膜法制作防水布、帳篷等。世界上最早的革基布產(chǎn)生于1921年，當(dāng)時的人們通過在底布上涂覆硝酸纖維素溶液而得到的硝化纖維漆布。2）最早的人造皮革出現(xiàn)在20世紀(jì)5060年代，是以棉織物為基布，以聚氯乙烯（PVC氯綸，常用作管材）高分子合成物為原料浸涂而成的外觀類似皮革的復(fù)合材料，簡稱人造革。其外觀上類似于天然皮革，生產(chǎn)成本低且容易加工，主要用于車輛座椅套、家具、裝

18、飾等。人造革有面層與底布粘結(jié)牢度差，耐氣候性差，手感較硬，增塑劑氣味大等缺點。人造革不具備天然皮革的結(jié)構(gòu)和特性。最始革基布采棉機(jī)織布、帆布、針織布、起毛布，后來采用的原料從棉纖維擴(kuò)大到了合成纖維。在生產(chǎn)和使用過程中，人們發(fā)現(xiàn)天然皮革是由普通纖維十分之一到百分之一粗細(xì)的微細(xì)膠原纖維在三維方向上相互交絡(luò)而成，要做到仿真皮效果，基布必須具有類似于天然皮革的這種三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。但是機(jī)織物和針織物等織物不具備這樣結(jié)構(gòu)。3）普通合成革始于20世紀(jì)60年代中期，隨著非織造布的出現(xiàn)，這種不用機(jī)織和針織的方法而直接采用天然或化學(xué)纖維制成的具有三維立體交纏結(jié)構(gòu)的非織造布被應(yīng)用做革基布。是以非織造布為基布，經(jīng)浸漬聚氨

19、酯材料或丁苯、丁腈膠乳材料等而成。與人造革相比，它不僅從外觀模擬天然皮革，其結(jié)構(gòu)上也與天然皮革相似：以非織造布為基材，將合成纖維采用針刺、粘結(jié)等工藝形成三維立體網(wǎng)絡(luò)，模擬天然皮革的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。聚氨酯樹脂富有彈性和柔軟性，且強(qiáng)力高，耐磨性、耐折性、耐拉伸性、耐溶劑性及透氣透濕性好。不但物理機(jī)械性能優(yōu)越，而且加工性能好，微細(xì)孔結(jié)構(gòu)的聚氨酯層，模擬天然革的粒面。早期生產(chǎn)的非織造布基布所使用的纖維是常規(guī)纖維，細(xì)度在1.5D6D范圍內(nèi)，產(chǎn)品的柔軟度和彈性較差，因而使制成的人造合成革仿真效果并不理想。3）超細(xì)纖維合成革階段始于20世紀(jì)70年代初，纖維細(xì)度一般為0.0010.01dtex，甚至達(dá)到0.0001

20、dtex。超細(xì)纖維具有柔軟的手感、巨大的表面積和強(qiáng)烈的吸水特性，尤其是它的細(xì)度非常接近于天然革的束狀超細(xì)膠原纖維。用超細(xì)纖維非織造布制成的合成革幾乎具有天然皮革的一切特性和優(yōu)點，并在機(jī)械強(qiáng)度、耐化學(xué)性能、吸排濕性、質(zhì)量均一性、保型性、自動化剪裁加工適應(yīng)性等方面更優(yōu)于天然皮革。因此，超細(xì)纖維是人造合成革基布的理想原料。非織造布基布中采用的超細(xì)纖維主要有分裂型超細(xì)纖維和海島型超細(xì)纖維。采用海島型超細(xì)纖維時一般以針刺法加工非織造布，然后經(jīng)過后整理以溶去纖維中的海部分而成，所得最終產(chǎn)品有比較明顯的針孔，手感差，纖維損傷嚴(yán)重，并在生產(chǎn)過程中有斷針的危險。采用分裂型超細(xì)纖維時以水刺法加工非織造布，利用高壓

21、水刺的能量沖擊纖維，使其分裂成超細(xì)纖維。兩種方法各有特色，水刺法生產(chǎn)的產(chǎn)品流程較長，產(chǎn)品成本相對要高一些，但手感好，表面密度和外觀平整度好，對纖維損傷小。2、我國人造合成革、基布的生產(chǎn)現(xiàn)狀我國人造合成革工業(yè)從八十年代開始發(fā)展。特別是最近幾年高速度的發(fā)展，生產(chǎn)人造合成革的企業(yè)已有上千家，現(xiàn)已成為世界最大的合成革生產(chǎn)國，產(chǎn)量占世界產(chǎn)量的60%左右。這些企業(yè)對人造合成革基布的需求量很大。但是，國內(nèi)企業(yè)目前生產(chǎn)的革基布以中低檔產(chǎn)品為主，主要為機(jī)織布，占基布總量的70%，針織布基布占有23%的份額，非織造布基布所占比例很少，僅為7%左右。我國合成革基布的種類：機(jī)織布、針織布、非織造布和復(fù)合織物四大類 1

22、）、機(jī)織布 是由相互垂直排列的經(jīng)、緯紗相互交織而制成，可分為平紋織物、斜紋織物、緞紋織物和起毛織物四大類。機(jī)織布所使用的原料主要有純棉、滌棉及滌粘混紡紗，織物具有良好的尺寸穩(wěn)定性，在聚氨酯人造皮革加工中用量最大，主要用于鞋革、裝飾用革、服裝革及箱包革等。2）、針織布 指用針把單根(或一組)紗線彎曲成線圈，然后將線圈串套而成的織物，可分為經(jīng)編針織物和緯編針織物兩大類。針織布的原料多采用棉、粘膠、滌綸及錦綸長絲，具有很好的伸長率、彈性、柔軟性和保持制品形狀的能力，抗彎曲變形能力好，因此，常用在人造合成革基布中。主要用于柔軟和有寬松感的衣料革，手套、鞋里、汽車坐墊和沙發(fā)包皮等。 3）、非織造布 用于人造合成革基布的非織造布生產(chǎn)方法主要有針刺和水刺兩種方法：（1）針刺法 是將短纖維混合-開松-梳理成網(wǎng)-交叉成網(wǎng)-花輥牽伸（纖維網(wǎng)縱橫比接近1:1），制成有一定厚度且均勻的纖網(wǎng)，再經(jīng)過預(yù)針刺和多道主針刺，使纖網(wǎng)達(dá)到一定的針刺密度，形成具有一定強(qiáng)度、伸長和厚度的非織造布。（2）水刺法 有短纖水刺法和長絲水刺法兩種。短纖水刺法是采用高壓水