无纺布湿法合成革生产工艺探讨_戴玉梅.pdf

无纺布湿法合成革生产工艺探讨戴玉梅? 赵明祥? 王安兵? 林昌志 ? 宋善华( 安徽红方集团公司 ? 淮北 235000)摘? 要: 介绍了无纺布聚氨酯湿法合成革生产工艺, 对无纺布、 树脂的选择, 以及工艺流程和工艺参数对PU 革性能影响进行了讨论关键词: 聚氨酯? 合成革? 无纺布 ? 生产工艺? ? 聚氨酯( PU) 合成革以其优越的性能在我国发展很快传统的以机织布为基布生产的聚氨酯合成革剖面有明显的基布经纬纱交织痕迹, 因而有被淘汰的 趋势以无纺布为基材生产的合成革克服了机织布合成革的不足无纺布的纤维呈三维空间结构, PU涂层浆填充其间做成的合成革, 其切面具有酷似天然 革的仿真效果, 因此倍受消费者青睐传统的无纺布合成革生产工艺复杂, 生产过程繁琐, 在安徽红方集团公司麂皮厂的设备上无法组织生产且介绍这一工艺的资料很少本工作通过几年 来的从小试到大机生产, 摸索出一套较成熟的生产工艺, 愿与大家共同探讨1? 实验部分1. 1? 主要原料及助剂针刺无纺布, 厚度 1. 0 mm, 单位面积重量 180~200 g/m2, 山东昌邑无纺布厂; 聚氨酯树脂, 工业品,自产;二甲基甲酰胺( DMF) , 回收品; 磺化琥珀酸二辛酯钠盐( 快T) ,pH 值6. 5~ 7, 阴离子型快速渗透剂, 工业品, 武进人杰助剂厂;山梨醇单油酸酯( S -80) ,非离子型乳化剂, 工业品, 外购;消泡剂 CF、 纤维素、平滑剂 ACR, 均为市售品。

1.2? 生产工艺 1.2. 1? 工艺流程湿法涂层主要有浸渍法、 单涂法、 浸涂法三种方法, 我们经过试验比较, 选择了浸涂法生产工艺, 工艺流程见图1基布( 无纺布)浸渍PU( 浸轧浆)刮涂PU( 涂层浆)凝? 固水? 洗烘? 干成? 卷图 1?浸涂法工艺流程简图我公司采用浸涂法无纺布湿法革生产工艺, 其设备流程图见图 21? 基布; 2? 储布架;3? 浸浆槽; 4? 压力辊;5? 预凝槽; 6? 压力辊; 7? 刮刀; 8? 涂层浆; 9? 凝固槽;10? 水洗槽图2?无纺布湿法革生产设备流程图?37?2000年第 15卷第 2期 2000. Vol. 15 No. 2? ? ? ?聚氨 酯工业 POLYURETHANE IND USTRY1. 2.2? 工艺配方( 质量份)浸轧液? 聚氨酯树脂320快T1 ? DMF1000平滑剂ACR1? S -8010PU 色浆若干 涂层浆? 聚氨酯树脂450平滑剂ACR1 ? DMF350纤维素50? S -807. 5消泡剂 CF0. 4 ? 快T3PU 色浆若干1. 2.3? 工艺参数 浸渍浆: 粘度 400 mPa?s 左右, PU 树脂固体分为6%~ 8%; 涂层浆: 粘度 2500 mPa?s 左右, PU 树脂固体分为 13% ~ 18%;凝固液由 DMF 与水组成, DMF 质量分数为 20%左右。

凝固温度 25? , 凝固时间 15min2? 结果与讨论2. 1? 工艺方法对无纺布 PU 革性能的影响传统的无纺布湿法合成革工艺路线见图3无纺布浸 PVA 浆干? 燥浸 PU 浆凝? 固水洗去PVA干? 燥成? 卷图3?一般无纺布湿法合成革生产工艺流程此工艺流程较长, 在我厂设备上无法一次完成,生产效率低,成本高, 而且由于浸渍 PVA, 后面还要把它除去, 增加了生产难度, 经过反复外理, 革的质量不稳定新工艺流程, 改变了传统的用 PVA 预浸无纺 布的方法, 因而省去了 PVA 洗脱工序, 简化了工艺,提高了生产效率, 成本低且产品质量稳定所谓浸渍法、 单涂法、 浸涂法在工艺流程上基本 相同, 它们的主要区别在于上浆工艺的不同浸渍法即是把基布直接在工作浆中浸渍, 再通过刮刀刮去多余的浆料, 然后进入凝固槽; 单涂法即为先将基布浸 渍DMF 水浴液, 通过压力辊压去多余的液体, 然后刮涂工作浆, 进入凝固槽; 浸涂法结合了两者的特点, 即先将基布在 PU 浸轧液中浸渍, 通过压力辊轧去多余的浆液, 进入预凝固槽预凝固, 然后再刮涂涂层浆, 进 入凝固槽通过试验, 我们发现用浸渍法制成的革, 上部密度小于下层密度, 成品手感较差, 剥离强度不好; 用单 涂法制成的产品有良好的弹性, 但仅在无纺布的上层部位有真皮感, 下层仍为没有浸浆的无纺布, 没有浸浆的无纺布还易变形, 风格与真皮有较大差异。

用浸涂法, 使用的工作浆有浸渍浆和涂层浆两种, 经过浸渍处理再进行涂层处理, 生产的无纺布 PU革从切面风格看, 既有上层的致密组织, 又有下层的 疏松组织, 断面酷似真皮2.2? 主要原材料的选择2.2. 1? 聚氨酯树脂湿法 PU 革所使用的树脂均为单组分 PU 树脂, 它是由软段和硬段组成的线型嵌段聚合物一般可用模量范围为 3~ 35MPa 的PU 树脂我公司生产的PU 湿法树脂主要牌号有W -8030、 W -8100、 W -8150、 W - 8240及W -8300, 其模量分别为 3、 10、 15、 24 及 30 MPa,固含量均为( 35? 1) %, 粘度( 25? ) 均在 80~ 100 Pa?s范围模量越大, 做成的革手感越硬, 模量 30MPa 以上 的树脂做成的革硬而无弹性同样模量的PU 树脂用无纺布做成的革要比机织布做成的革更硬一些所以, 为了赋予无纺布湿法合成革良好的物性, 一般选用中、 硬质PU 树脂配合使用实验发现, 浸渍浆用的 PU 树脂要比涂层用的树脂要软, 产品才会有良好的弹性, 否则会有纸板感通过试验, 我们一般用自产的W -8150配制浸轧 液, 用 6 份W -8150和 3 份W -8240 配制涂层浆, 混合树脂的模量在 18 MPa 左右。

2.2. 2? 无纺布无纺布普遍使用的原料有涤纶、 锦纶等, 生产工 艺有水刺法和针刺法, 在厚度、 重量方面有多种规格,这些因素决定了无纺布有的品种适宜做箱包、 鞋、 皮带等, 有的适宜做服装革我们生产的成品革主要是 鞋面革、 皮带革等因此我们选用的无纺布较厚, 厚度为 1. 0 mm, 重量为 180~ 200 g/ m2由于无纺布使用的原料不同, 成品革手感也不一样, 用纯涤纶丝制得的无纺布比纯锦纶丝做成的无纺布手感要硬, 纯涤 纶丝与锦纶丝的混合丝做成的无纺布, 随着它们比例的变化, 手感和弹性都会变化, 产品性能也会发生变化从原料成本上讲, 涤纶比较经济所以我们选用 无纺布一般根据客户的要求及产品最终风格而定一般我们选择涤 -锦混合做成的无纺布, 混合比例为 1?12.3? 工艺参数的确定 2.3. 1? 浸渍浆、 涂层浆参数工作浆中聚氨酯的质量分数决定了成品涂层中微孔的密度聚氨酯质量分数大即 DMF 含量少, 凝?38?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 聚氨酯工业? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 第 15卷固时 DMF 渗出后形成的空隙也小, 形成的皮膜密度大, 孔细, 导致成品弹性小、 手感硬。

并且当聚氨酯质量分数过大时, 工作浆的粘度也大, 不利于均匀涂刮 和渗透; 若聚氨酯质量分数太低, 则涂层浆粘度太小,涂层厚度不易控制, 且? 基布?上聚氨酯量少, 产品没有皮感, 仍表现出基布的风格经过试验和比较, 本工作选择了浸渍浆中聚氨酯质量分数为6%~ 8%, 粘 度在 400 mPa?s; 涂层浆 PU 的质量分数为 13% ~18%, 粘度在 2500 mPa?s在此范围内成品革的手感适度, 弹性好, 具有良好的微孔结构, 产品具有良好的 透湿、 透气性能2. 3.2? 凝固温度及时间浸涂后的基布在凝固浴中凝固成膜是从其表面开始的, 湿皮中初始DMF 扩散速度很快, 当表面形成 微孔后, 内层的 DMF 扩散速度逐渐缓慢凝固浴温度对DMF 的浸出速度也有很大的关系实验表明,当1 m2面积的织物涂敷聚氨酯质量分数为 18%的 1L 涂层浆时, 其凝固时间与温度关系如图4图 4?从皮膜中析出 50%的 DMF时温度与时间的关系根据安徽红方集团公司具体设备情况, 控制凝固浴温度在 25? 左右, 凝固时间 15 min2.3. 3? 凝固液中 DMF 质量分数凝固液的主要成分是水, 由于连续法生产中,DMF 从浆料中浸出, 它不可能是 100% 的水, 而是 DMF 和水的混合物。

为了兼顾凝固时间、 皮膜质量、降低成本及提高 DMF 回收率等几个方面, 凝固液中DMF 质量分数应控制在 15%~ 30%之间凝固液中DMF 质量分数大于 30%时, 涂层的凝固速度减慢, 表 面成膜较薄, 容易出质量问题; 过小则影响回收效率一般我们控制 DMF 质量分数在 20%左右2.3. 4? 浸渍带浆量 试验发现浸渍时若无纺布带浆量太少, 则达不到浸浆的目的, 成革后, 下部无纺布风格改动不大, 没有真皮效果若浸渍时带浆量太多, 一方面预凝固时凝固不透, 另一方面, 成革容易产生脱层等质量问题, 而 且成革与真皮的上部致密下部疏松的切面特征不吻合浸渍时带浆量大小可以通过对预渍压力辊的压力调整来进行控制在我厂设备上, 一般用压力辊的自重力即可 2.4? 湿法无纺布 PU 革性能经过从小样到上机生产的反复试验, 我们发现用此工艺生产的无纺布PU 革回弹性好, 涂层皮膜丰满, 抗皱性能佳, 达到了消除无纺布 PU 革受折时的? 死折?( 即折过后表面皱纹不易恢复) 及? 纸板?感现象产品外观与天然皮革极为接近, 指标性能接近国外同类产品标准本公司生产的无纺布湿法革其剖面上 层的聚氨酯湿法涂层膜弹性好, 微孔均匀, 透湿性能好; 下层的无纺布经轧浆着色后同天然皮革纤维结构相似; 背面风格接近天然牛皮, 光滑平整。

PU 革与牛 皮的性能比较见表 1表 1?无纺布湿法 PU革与机织布湿法 PU革及天然牛皮性能比较厚度mm重量g/m2拉伸强度/MPa断裂伸长率/ %撕裂强度/ kN?m- 1 经向纬向经向纬向经向纬向剥离强度N/ cm 无纺布PU 革1.3945815.012. 94580425122. 5 机织布PU 革1.3642612.113. 415. 732. 347598.5 天然牛皮1.3357711.716. 9447550108?3? 结束语无纺布湿法合成革的生产对无纺布的开发利用 以及无纺布牛巴革的生产都具有重要意义通过这几年来的试验及生产实践, 安徽红方集团的无纺布湿法PU 合成革生产工艺已基本成熟, 产品各项性能良好, 得到了市场的广泛认可参? 考? 文? 献1? 孙世国. 论 PU 革基布. 聚氨酯工业,1997, 12(4) :28收稿日期? 1999- 11- 12? ? 修回日期? 2000- 02- 02?39?第 2期? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 戴玉梅等?无纺布湿法合成革生产工艺探讨? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?Probing into Production Process of We- t method PU Leather Based on Nonwoven FabricDai Yumei ? Zhao Mingxiang ? Wang Anbing ? Lin Changzhi ? Song Shanhua (Anhui Hong f ang Group Corporation, Huaibei 235000)Abstract: The processing of we- t method polyurethane leather based on nonwoven fabric is introduced. The effects ofnonwoven fabrics,resins, technological process and parameter。