聚氨酯合成革工艺及原理简介.doc
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1、聚氨酯合成革工艺及原理简介草案整理:东莞伯产合成皮革品质保证部合成革聚氨酯工艺及原理名目1. 聚氨酯性能及生产原理简述1.1. 合成革制品的产生1.2. 生产方法1.3. 聚氨酯的进展与特性介绍1.4. 聚氨酯的构造1.5. 聚氨酯树脂的种类1.6. 聚氨酯树脂生产原材料1.7 溶剂的作用及要求1.7.1 溶剂的作用1.7.2 溶剂的要求1.8.聚氨酯树脂的相关化学反响2. 无纺布工艺简述2.1. 无纺布非织造布的进展历程2.2. 纤维的机械性能2.3. 纤维的物理性能2.4. 无纺布制造程序简介2.5. 合成革基布实例2.5.1. 针刺合成革基布2.5.2 水刺合成革基布3.着色剂3.1.
2、着色剂的定义3.2. 着色剂的分类及比照3.2.1 染料方面3.2.2.颜料方面3.3.颜料的分类3.3.1 有机颜料3.3.2 无机颜料3.4. 着色剂应具备条件3.5. 颜料和染料的根本功能3.6. 作色剂的使用4. PU 合成革制程简介4.1. 湿式协作工程4.1.1 湿式协作所需的粘度要求4.1.2 D/P 协作流程4.1.3 C/T 协作流程4.2.湿式生产线4.2.1.1 湿式线生产方法4.2.1.2 自然皮革的构造4.2.1.3 湿式生产线作业程序与要领4.2.2.湿式生产线各生产工序4.2.2.1.D/P 工序图 24.2.2.2. 凝固槽工序图 34.2.2.3. C/T 工
3、序操作图 54.2.2.4. 水洗工序操作图 74.2.2.5. 烘箱枯燥卷取4.2.2.6. 湿式生产线作业工序和条件4.3. 湿式后工程4.3.1.1. 压纹4.3.1.2. 压纹机作业挨次与操作要领4.3.1.3. 压纹轮温度的调整4.3.2.1. 研磨4.3.2.2. 研磨机作业挨次与操作要领4.3.2.3. 安全留意事项4.3.3.1 处理工程4.3.3.2.外表处理剂4.3.3.2.处理方法的种类4.3.3.3.外表处理作业4.3.3.4.留意点4.3.3.5.处理颜色时留意点4.4. 湿式工程制品品质特别的缘由及改善对策4.4.1 配料产生特别的缘由及改善对策4.4.2.湿式 L
4、INE 不良分析4.4.2.1. 湿式 LINE 产生特别的缘由及改善对策4.4.2.2. 颜色异色的相关措施4.4.2.3. 气泡不良的相关措施4.4.3.后工程E/M、B/F、P/T产生特别的缘由及改善对策4.5 干式工程4.5.1.1干式工程简介 4.5.1.2离型纸Release Paper 4.5.1.3离型纸的性能 4.5.1.3离型纸的选择4.5.1.4提高离型纸重复使用次数的方法4.5.2.1. 干式协作4.5.2.2. 主要原料4.5.2.3. 干式协作室流程:4.5.2.4. 协作室机器设备简介4.5.2.5. 颜色分类4.5.2.6. 有关干式协作的不良分析4.5.3.
5、干式生产线简介4.5.3.1. 生产原理4.5.3.2. 干式生产线作业工序4.5.3.3. 干式生产线岗位操作要领及留意事项4.5.3.4. 干式工程作业条件表4.5.3.5. 干式工程产品不良缘由及改善对策5. 合成革制品的分析比照5.1. 合成革的进展趋势5.2 聚氨脂合成革与自然皮革比较5.3 如何鉴别真皮和合成革5.4.湿干式聚氨酯合成革性质比较5.5 粒面革与磨砂革的优缺点比较6.合成革成品物性不良分析6.1 颜色漂移浅析6.1.1 颜料和染料的色移比照6.1.2磨擦脱色 6.1.3水洗褪色 6.1.4PVC 色移6.2. 电锈色移不良6.3. 贴合不良的技术指导6.4. 耐黄变6
6、.5 抗水解性6.6 成型可塑性6.6.1 成型可塑性的相关因素6.6.2.合成革总体构造及压塑成型的最正确温度6.7. 高周波6.7.1. 高频熔接6.7.2. 高频熔接使用优点6.7.3. 影响高频熔接因素6.8. 合成革处置或贮存指导引言-聚氨酯合成革简介*-关于聚氨酯合成革的概念人造革制品最初版本是在纺织布材料上涂上一层纤维素原料,此后承受聚氯乙稀脂取代纤维素,此产品称为聚氯乙稀人造革.美国的杜邦公司,最终承受以聚氨酯为表层原料 ,进展和出售了与真皮构造格外相像的人造革产品,后来被命名为 PU 合成革。A留意:所谓“人造革”、“合成革”,这里仅表示着两个似革程度不同的产品,而与依据纤维
7、原料的生成所划分为人造纤维,合成纤维中的“人造”和“合成”所赐予产品的含义不同。 B国家标准皮鞋工业术语GB2T03 命名原则:凡用经纬交织的纺织作布基的称为人造革;凡用无纺织布作底基的称为合成革。 C世界各国关于人造革与合成革定义并不完全统一。日本工业标准 JISK6601鞋面用合成革定义:以自然革组织构造为标准,用高分子物质浸透纤维层,并使高分子物质具有连续细化构造, 纤维层具有无规章三维立体构造的鞋面材料。三维立体构造指无纺布*-PU 合成革的主要生产原料合成革是仿照自然皮革的物理构造和使用性能,并作为其局部代用材料的塑料制品。以浸渍的无防布为网状层,微孔聚氨酯层为粒面层。其正、反面外观
8、都与自然革格外相像。聚氨酯合成革性能由基材的合成纤维的长度、纤维度以及织物的密度等打算,也取决于聚氨酯微细多孔层的厚度、材质以及组成。也受表面装饰层材质的影响,但关键的因素是树脂本身的性能。PU 合成革的主要生产原料为基布和聚氨酯树脂.其中, 基布大致分为无纺布、机织布和针织布。聚氨酯树脂有聚酯和聚醚两种类型。*-PU 合成革的进展历程1937 年,德国以拜耳教授为首对聚氨酯树脂争辩成功。1953 年,德国首先推出聚氨脂人造革方面专利。1962 年,日本从德国引进该专利,同年制得聚氨酯人造革。1963 年,美国杜邦公司争辩成功聚氨酯合成革牌号柯芬Corfam,胶层种多孔性强韧的皮膜状聚合物,聚
9、氨酯纤维人造多孔材料,基材聚酯纤维。外观物性构成,手感更接近自然皮革。从今,合成革制造业走向了商业化生产。1. 聚氨酯性能及生产原理简述1.1. 合成革制品的产生:1963 年,美国杜邦公司成功研制出聚氨酯合成革,商品名为 CORFAM柯芬。胶层-一种多孔性强韧的皮膜状聚合物聚氨酯纤维人造多孔材料,基材为聚酯纤维,外观和物性构成、手感更接近自然皮革。CORFAM是皮革状的鞋及附件用材料coriaceous footwear accessories material英文字头的缩写, 表示其符合鞋用要求,可透汽、透湿的仿革特性。1.2. 生产方法:将聚氨酯树脂的 DMF 溶液添加各种助剂制成浆料,
10、浸渍或涂覆于基布上,然后放入与溶剂 DMF 具有亲和性而与聚氨酯树脂不亲和的液体中如水,溶剂DMF被水置换,聚氨酯树脂则因失去溶剂 DMF 而渐渐凝固,从而形成多孔性的皮膜,即微孔聚氨酯粒面层。1.3. 聚氨酯的进展与特性介绍:英文名称为 POLYURETHANE,简称 PU。聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称,其分子链上含有CH-COO-构造单元,是进展较晚而性能较好的一种高分子材料。1937 年以德国的拜耳教授为首对聚氨酯树脂争辩成功。HDI 与 BDO 加成聚合反响得到。聚氨酯:PU 合成革承受溶剂型弹性体聚氨甲酸酯。热塑性聚氨酯是由聚脂和聚醚柔性链段和氨基甲酸基刚性段所构成的线形嵌段共聚体。
11、只要转变聚酯和聚醚品种和分子量,以及扩链剂的种类,及可以有效地转变聚氨酯性能和松软度。聚酯型聚氨酯较聚醚型聚氨酯易水解,一些配方中添加助剂以提高其抗水解性能。聚氨酯有亲水性基团,所以聚氨酯合成革有肯定的吸湿和透湿性。溶剂型聚氨酯目前在合成革工艺中占据了重要位置:它的成膜性能特别优良。 缺点:.使用溶剂型树脂,溶剂挥发污染环境。.溶剂价格昂贵。.蒸发溶剂需要消耗大量的能源。.加工设备、厂房、仓库及运输工具等方面需要设立防火防暴装置。.溶剂大多有毒,因此有害员工的身体安康。 聚氨酯的进展历史.1848 年urtz 用乙醇和乙基异氰酸酯合成了氨基甲酸酯。.1937 年 Bayer 利用六亚甲基二异异
12、氰酸和 1,4 丁二醇发生加成聚合反响,制得聚氨酯树脂。.1942 年建成月产吨的聚氨酯制品车间。.1945-1947 年英美等国从德国获得了有关技术。1953 年,德国首先推出聚氨酯人造革方面的专利。聚氨酯树脂具有可发泡性、弹性、耐磨性、黏结性、耐低温性、耐溶解性和耐生物老化性等。 主要原料:聚醚多元醇、等已成为国际化商品。长期的进展使生产相对集中,的生产集中在Dow, Arco, Bayer, BASF, ICI, Shell 等公司。聚氨酯树脂原料的生产除大型化外,工艺上承受连续化与自动化1.4. 聚氨酯的构造: 含有有类似酰胺基NH-C=O 及酯基COOR 的构造,故聚氨酯的化学和物理
13、性质介于酰胺基和聚酯之间。1.5.聚氨酯树脂的种类:依据生产原材料中的多元醇的种类可划分聚酯POLYESTER和聚醚POLYETHER型。 聚醚型聚酯耐水解性能比聚酯型要好.缘由:聚酯分子中含有酯基COOR,酯基易水解,固聚酯型的聚氨酯不耐水解。1.6.聚氨酯树脂生产原材料:多元醇-polyol:即低聚物二醇是主要局部,按质量计算它的质量占原料总量的 65%,大致可分为聚酯和聚醚两大类。其末端是羟基,称为软段soft segment。二异氰酸酯 diisocyanate:分芳香族和脂肪族两大类 aromatic 和 aliphatic称为硬段。扩链剂:促使聚合物进一步反响的物质。分醇类和胺类,
14、其中乙二醇的用量最大。溶剂:MEK 、DMF、TOL、EA。1.7 溶剂的作用及要求1.7.1 溶剂的作用:1. 溶剂作为制备聚氨酯树脂的反响介质。2. 溶解树脂形成适合于配置肯定黏度的可供涂覆、浸渍及外表处理的混合液的液体。3. 一些溶剂又经常用来配制色浆。1.7.2 溶剂的要求:.溶剂中不能含有与异氰酸酯基反映的物质。故醇、醇醚类的溶剂都不能承受。.不能含有水分。水分子可以和异氰酸酯基反映生产脲及缩脲二。选用工业一级品溶剂。纯度在。常用溶剂的种类:丁酮、二甲基甲酰胺、甲苯、二甲苯和乙酸乙酯。全部溶剂均为有机溶剂。1.8.聚氨酯树脂的相关化学反响:反响机理:A、有机异氰酸酯化合物含有高度不饱
15、和的异氰酸酯基团-NCO,构造式为-N=C=O,因而化学性质格外活泼。B、异氰酸酯基与羟基的反响:RNCO+R、OHRNHCOOR、产物为氨基甲酸酯,是二级反响。反映速率常数随羟基含量而变化, 不随异氰酸酯的浓度而转变。聚胺酯一般先由线型的端羟基聚酯和聚醚与二异氰酸酯反响,形成低分子的预聚体,在经扩链反响,由溶液聚合制得,生成高分子化合物。聚酯多元醇聚醚预聚体扩链剂扩链溶剂异氰酸酯聚 胺 酯浆 料链终止剂终止聚胺酯2. 无纺布工艺简述2.1. 无纺布非织造布的进展历程非不织布Non-Woven fabrics简称 NWF.也称非织布、非织造织物、无纺织布、无纺织物或无纺布。一种崭的纤维制品,不
16、经过传统的织布方法;是由纤维直接构成的纤维型产品。用有方向性的或杂乱的纤维网制造成的布状材料不包括纸、机织物、针织物和绒物。应用纤维间的摩擦力或自身的黏合力、或外加黏合剂的黏着力、或两种以上的力;通过摩擦加固、合加固、黏合加固方法制成;原料广泛、工艺流程短、产品应用广、本钱低;综合利用了现代物理学、化学、力学、仿生学的有关根底理论,结合了纺织塑料、造纸、染整、皮革等工业生产技术。起源进展史:非织造布首先起于美国。1870 年英国针刺法非织造布样机1892 年美国气流成网机专利1900 年英国Jamse Hunter 公司开头开发非织造成1942 年美国正式生产,首次使用非织造布“术语”1942
17、 年美国开头了商业性生产,标志着无纺布的诞生。合成革基布对合成革的物理机械性能、手感及加工性能起着打算性的作用。要使合成革具有自然皮革的性能,首先要使非织造基布具有毛细孔效果,以提高其吸湿、吸水力量;其次要具备像真皮一样的密度和强力; 方法:使其浸渍某些具有特别效果的黏合剂乳胶或树脂,并在其分散过程中形成絮凝状,再通过水洗产品生微孔,形成交络的网状构造。合成革基布:组织构造、性能、外观手感必需具有致密的三维构造, 密度均匀全都,无过密过松现象;外表平坦光滑,无针刺条纹和明显孔痕存在;有良好的透气性、透水性、强度高、松软性、悬垂性好; PU 合成革用无纺布还应当具有在 DMF、MEK 等有机溶剂
18、中不溶胀, 不溶解的特性。2.2. 纤维的机械性能:弹性模量:影响手感,强度、耐磨性、抗皱性、弹性模量小时,手感较好。断裂强度与伸长:与非织造布的强度与伸长有肯定的关系,非织造布伸长较大,其尺寸稳定性较差。弹塑性变形:耐疲乏性、弹性恢复率、尺寸稳定性;以屈服点来划分的。2.3. 纤维的物理性能吸湿性:影响非织造布的加工工艺和成品性能。 热学性质:生产和使用过程吕经常受热的作用。 静电效应纤维的机械性能纤维原料:纤维生产非织造布最标本的原料。伯产承受的纤维成分聚酯纤维涤纶;聚酰胺纤维绵纶、尼龙芳香族的又称芳纶超细纤维:一般指单细度小于0.01D,直径 5vm 下,比人头发细(且相当于 1g 质量
19、的纤维长度达 9km 长)2.4. 无纺布制造程序简介:开松纤维素:将聚氨脂纤维素和尼龙纤维素开松为单纤维,然后,依照所输入的资料,由计算机系统自动操作,让纤维混合。梳理:将纤维放入梳理机里进展梳理,使看起来较杂乱和松散的纤维素变得平滑和严密。 成网:将纤维以径向从梳理机传送出来,并将它们堆集在一起。穿刺:通过 5-7 台不同型号的穿刺机器,将梳理过的纤维素,上下插刺,使非织造布纤维网进展机械性加固,这些机器有不同规格的网速、拍板频率和插刺密度。 切边:依据商业使用的需求,切割出符合要求宽度的无纺布。 卷取:将无纺布卷起成卷以备将来使用。检查和包装:检查无纺布外表是否有缺陷且将确定数量的无纺布
20、包装起来。2.5. 合成革基布实例:2.5.1. 针刺合成革基布:针刺法加固:典型机械加固纤维网的方法;利用带针刺的对纤维网反复进展穿刺,使局部纤维相互缠结; 生产率:约 2.5m/min工作原理:利用截面为三角形或其他外形且棱边带有钩刺的针,对蓬松的纤维网反复穿刺。 针刺机技术性能指标:针刺深度:一般 3-17mm 内调整;对下针刺机,指针尖向下通过托网板上外表的距离,亦即刺针刺穿后伸出网外的长度,单位为mm。针刺密度:针刺密度适当提高,有利于网中纤维相互缠结使产品密实, 强力提高;针刺密度越大,产品越坚实硬挺;假设过大,阻力增大,针刺力剧增,易损伤纤维或造成断针,使产品强力反而下降。针刺密
21、度与撕裂强度的关系:密度是纤维在单位面积上所受到的针刺数包括重复在内,与针刺频率,单位长度针板上植针娄,纤维网输出速度有关;随针刺频率与植针密度的提高而增大,随纤维网输出速度增大而减小。针刺力:刺针穿透纤维网时所受到的阻力动态变化力的其变化过程可间接反映出刺针对纤维的转移效果和损伤程度。2.5.2 水刺合成革基布:水刺法又称水力喷射法、水力缠结法、射流喷网法、射流缠结法。利用高速高压的水流对纤维网冲击,促使纤维间相互缠结抱合,而到达加固纤维网的目的。 生产率:8m/min20 世纪 70 年月中其美国杜邦公司和科比公司开发成功,80 年月实现水刺非织造布的工业化生产。主要优点:工艺较简洁,产品
22、中不用黏合剂,无环境污染; 纤维不受损伤,不起毛,不掉毛,不含其他杂质; 产品吸湿、松软、外观与性能接近于传统的纺织品; 吸湿透气性好,强度较高。影响水刺工艺效果主要因素:水流:能量足够大,水泵产生较大的压力; 纤维的性能构造形态:要求抗弯曲刚度小; 水针的直径。水刺法加固工艺流程:纤维进入水刺区前须进展预湿处理;充分利用水力喷射的能量。纤维成网预湿正反面多道水刺加固花纹水刺脱水预烘干 后整理枯燥定型分切卷绕包装水刺工艺参数的选择水针压力:低压150105Pa 由低高对水压的选择一般依据纤维网的单位定重。平方米克重越大,压力就越高。 水针直径:依据所用纤维的性能纤维网的定积重量以及产品的性能要
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