CN105421085B - 一种高物性无纺布环保合成革的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无纺布环保合成革技术领域，尤其是一种高物性无纺布环保合成革的生产方法；该方法包括生产前准备工序：基布的选择、基布的配比及克重厚度选择、基布的处理、树脂的选择，及生产过程工序：无纺布含浸PVA、AB双组份树脂涂布、Base水洗、Base磨皮及离型纸的涂布等工序；在生产过程中不产生DMF废水废气，成品也不含有害物质，既可以做家具、鞋帽服装原料，更可以直接与皮肤接触相比目前业界研发的水性合成革产品，高物性无纺布环保合成革在成本、性能以及生产工艺上均具有优势。

Description

一种高物性无纺布环保合成革的生产方法
技术领域
本发明涉及无纺布环保合成革技术领域，尤其是一种高物性无纺布环保合成革的生产方法。
背景技术
随着欧盟对DMF含量的限令将会逐年加严，直至取缔DMF的使用。欧盟作为我国合成革的主要出口基地，从严格意义上讲，我国目前很少有企业能够生产出符合欧盟标准的生态合成革。面临这一严峻形势，我国陆续制定和加严了相应的生态合成革标准。在最新编制的《服装用聚氨酯合成革安全要求》标准中，对PU合成革中的DMF含量做了严格规定。此标准制定了两个级别，二级标准限制在100PPM以下，一级标准则限制在了30PPM以下。传统的合成革产品自上世纪80年代传入我国后，制革用的主要树脂原料均属有机溶剂型。在生产过程中会产生含有DMF(二甲基甲酰胺)及有机溶剂的废水和废气，不仅对环境造成污染，也会对车间工人和消费者的健康带来影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是改变传统合成革的生产方法，提供一种不含DMF的高物性无纺布环保合成革的生产方法。
为解决上述技术问题，本生产方法通过对基布的选择、基布的处理、树脂的选择及合成革的制造等几个环节的控制制造出一种高物性无纺布环保合成革。
本发明所述的一种高物性无纺布环保合成革的生产方法包括如下步骤：
生产前准备工序：
1、基布的选择：常用的无纺布包括碱减量涤纶无纺布，苯减量的PE与PA混合无纺布，纯PET无纺布及PET与PA混合无纺布；在高物性无纺布环保合成革的生产环节中选择PET与PA混合无纺布；对于碱减量涤纶无纺布在进行树脂渗透后，要进行减量抽出工艺，抽出工艺的减性环境会使树脂中的氨基甲酸酯和脂基水解，从而导致Base的耐水物性降低。同时水解使树脂的的分子量减小，树脂老化，强度下降，Base的撕裂物性下降，同时面料树脂由于Base中树脂的老化，分子量减小，分子量相差大，结合强度下降，剥离物性达不到标准；对于苯减量的PE与PA混合无纺布而言，虽然在抽出工艺后会赋予Base中纤维和树脂间足够的空隙率，使Base具有优良的手感，但苯溶剂的使用和残留，已偏离无溶剂Base的绿色主题；对于纯PET无纺布，由于其对苯二甲酸的刚性作用，纤维的柔韧性差；对于PET与PA混合无纺布，在PET成分中加入了具有良好的柔韧性的PA亚甲基结构，改善了纯PET无纺布手感的纸板坚硬性，同时PA上的强极性酰胺基使其分子具有强的作用力，赋予纤维对树脂具有了更好的亲和性，提高渗透作用和剥离强度；
2、基布的配比及克重厚度选择：PET和PA混合制成的基布中，PA成分越高基布越柔软，弹性更好，但其支撑性变差；综合考虑价格，手感，物性因素，选用PET与PA配比为30∶70的无纺布为最佳；基布单位密度越大树脂的渗透阻力越大，密度越小无溶剂树脂的封闭空间不够，散热快，树脂的发泡性就会变差，容易达到平衡，造成树脂的渗透不足，同时低密度的无纺布会使Base手感变空，折纹大而粗；基布的厚度过厚不好渗透，厚度薄易生产时易透底粘辊；选用基布的单位密度240g/m2，厚度1mm为最佳。
3、基布的处理：选用醇解率为88％，聚合度500的PVA配成含量为4％的水溶液对基布进行含浸处理；普通未处理基布直接进行树脂渗透发泡后手感硬板，涂付量偏大，但用PVA水溶液对基布进行水洗处理，可让基布具有海岛组份，使基布和树脂间产生足够的空隙率，改善Base的透气性、吸湿性及手感；在配比PVA的水溶液时，如果PVA的浓度偏大，树脂不好渗透，涂付量过小，树脂含量低，水洗后，折纹较大；如果PVA的浓度偏低，手感会硬板。
4、树脂的选择：在工艺过程中涂刮在无纺布上的树脂选用双组份树脂，其中A组分为聚醚型的预聚体，B组分为液体状的预聚体；A组分的预聚体分子量不能过大，在常温下为液体，利于生产过程管道的清洗及树脂的渗透；B组分在较低的温度下具有低粘度及好流动性；涂刮在离型纸上的树脂通过聚醚型的预聚体和液体状的预聚体两种组分树脂混合制成发泡树脂，其中聚醚型的预聚体与液体状的预聚体的质量比为100∶74-75，该发泡树脂与涂布在无纺布上的双组份树脂具有较好的相溶性。
一种高物性无纺布环保合成革的生产方法包括如下步骤：
1、无纺布含浸PVA：在反应釜中配质量分数为4％的PVA水溶液，搅拌至PVA全部溶解，溶液呈无色透明；将配好的PVA水溶液放入PVA含浸生产线的含浸槽，将PET与PA混合无纺布进行含浸；PET与PA混合无纺布含浸后进行单辊挤压；进入30m烘箱，烘箱温度为120℃，过2轮高温的烫平辊，过4轮常温冷却辊，收卷；无纺布含浸PVA处理过程中，车速过快会导致无纺布不能全部渗透，过慢影响效益，最佳车速为车速为10m/min；含浸后进行单辊挤压的压力过大，含液量少，PVA量少，压力偏小，无纺会出现烘不干，粘烫平辊，收卷后起毛，面不平的情况，最佳的单辊挤压压力为5kgf/cm2；高温烫平轮温度不够，面烫不平，过高纤维变软，由于张力作用，无纺布幅宽会偏小，最佳的烫平辊温度为140℃。
2、AB双组份树脂涂布：含浸处理后无纺布过AB料生产线进行涂布处理；A组分在A料反应釜中熔化，控制温度在50℃，加入0.2％的302型号促进剂和0.2％的514型号引发剂，充分搅拌；B组分在B料反应釜中搅拌，温度控制在50℃；A组分和B组分以质量比为100∶90进入计量管道，并同时进入混料反应釜以1500r/min快速搅拌20s后，将混合均匀的AB双组份树脂涂于无纺布上；无纺布通过AB料涂台后20cm开始进行PP膜贴合，贴合压力为6kgf/cm2；过0.5m后进入30m的110℃烘箱，分离PP膜，收卷；在该流程中涂布间隙偏大偏小会影响Base的手感及渗透，最佳的涂布间隙为0.03mm；涂布车速过快，反应不完全，涂布面会粘，收卷对会粘背面，车速过慢，在入烘箱前时间过长，反应热有损失，发泡不理想，最佳的涂布车速为8m/min。
3、Base水洗：涂布后无纺布在湿法线进行水洗，烘干；最佳的水洗温度控制在70℃-80℃，最佳的水洗压力5kgf/cm2，最佳的烘箱温度为150℃，最佳的车速12m/min；水洗温度过低，水洗轮压力偏小，车速过快都会导致PVA无法全部洗出，Base会偏硬。
4、Base磨皮：水洗烘干后进行180目磨皮，使base无AB料亮点，面更平，磨完后做为干法贴面半品。
5、将离型纸通过一号涂布头，在离型纸表面涂上一层粘度为2500-3000CPS/25℃的无溶剂面料，涂布量控制在150～180g/m2，车速控制在6～8m/min；涂布后进入烘箱烘干后冷却，烘箱温度控制在70-90℃。
6、将离型纸通过二号涂布头，涂上一层双组份树脂底料，底料为聚醚型的预聚体和液体状的预聚体两种组分树脂混合制成，涂布量控制在250～3000g/m2；涂布后进入烘箱烘干，烘箱温度控制在70～90℃内，烘干时间90s，至半干状态，然后与步骤4完成后的半成品贴合；再继续经过120～130℃的烘箱烘干5-6min后，冷却分离收卷。
本发明的积极效果：
本发明所述一种高物性无纺布环保合成革，摈弃了含有DMF的有机溶剂型原料，采用新型环保化学原料，在生产过程中不产生DMF废水废气，成品也不含有害物质，既可以做家具、鞋帽服装原料，更可以直接与皮肤接触相比目前业界研发的水性合成革产品，高物性无纺布环保合成革在成本、性能以及生产工艺上均具有优势，其除了性能优越外，成本也只与中高端油性合成革相当，而普通的油性合成革生产线稍作改进就能生产这种新产品，改造成本低，非常适合广泛的推广。
具体实施方式
本发明所述的一种高物性无纺布环保合成革的生产方法包括如下步骤：
步骤一：无纺布含浸PVA：在反应釜中配质量分数为4％的PVA水溶液，搅拌至PVA全部溶解，溶液呈无色透明；将配好的PVA水溶液放入PVA含浸生产线的含浸槽，将PET与PA混合无纺布进行含浸；PET与PA混合无纺布含浸后进行单辊挤压；进入30m烘箱，烘箱温度为120℃，过2轮高温的烫平辊，过4轮常温冷却辊，收卷；无纺布含浸PVA处理过程中，车速过快会导致无纺布不能全部渗透，过慢影响效益，最佳车速为车速为10m/min；含浸后进行单辊挤压的压力过大，含液量少，PVA量少，压力偏小，无纺会出现烘不干，粘烫平辊，收卷后起毛，面不平的情况，最佳的单辊挤压压力为5kgf/cm2；高温烫平轮湿度不够，面烫不平，过高纤维变软，由于张力作用，无纺布幅宽会偏小，最佳的烫平辊温度为140℃。
步骤二：AB双组份树脂涂布：含浸处理后无纺布过AB料生产线进行涂布处理；A组分在A料反应釜中熔化，控制温度在50℃，加入0.2％的302型号促进剂和0.2％的514型号引发剂，充分搅拌；B组分在B料反应釜中搅拌，温度控制在50℃；A组分和B组分以质量比为100∶90进入计量管道，并同时进入混料反应釜以1500r/min快速搅拌20s后，将混合均匀的AB双组份树脂涂于无纺布上；无纺布通过AB料涂台后20cm开始进行PP膜贴合，贴合压力为6kgf/cm2；过0.5m后进入30m的110℃烘箱，分离PP膜，收卷；在该流程中涂布间隙偏大偏小会影响Base的手感及渗透，最佳的涂布间隙为0.03mm；涂布车速过快，反应不完全，涂布面会粘，收卷时会粘背面，车速过慢，在入烘箱前时间过长，反应热有损失，发泡不理想，最佳的涂布车速为8m/min。
步骤三：Base水洗：涂布后无纺布在湿法线进行水洗，烘干；最佳的水洗温度控制在70℃-80℃，最佳的水洗压力5kgf/cm2，最佳的烘箱温度为150℃，最佳的车速12m/min；水洗温度过低，水洗轮压力偏小，车速过快都会导致PVA无法全部洗出，Base会偏硬。
步骤四：Base磨皮：水洗烘干后进行180目磨皮，使base无AB料亮点，面更平，磨完后做为干法贴面半品。
步骤五：将离型纸通过一号涂布头，在离型纸表面涂上一层粘度为2500-3000CPS/25℃的无溶剂面料，涂布量控制在150～180g/m2，车速控制在6～8m/min；涂布后进入烘箱烘干后冷却，烘箱温度控制在70～90℃。
步骤六：将离型纸通过二号涂布头，涂上一层双组份树脂底料，底料为聚醚型的预聚体和液体状的预聚体两种组分树脂混合制成，涂布量控制在250～3000g/m2；涂布后进入烘箱烘干，烘箱温度控制在70～90℃内，烘干时间90s，至半干状态，然后与步骤4完成后的半成品贴合；再继续经过120～130℃的烘箱烘干5-6min后，冷却分离收卷。
以上6个步骤是本次发明的主要步骤，其重点是在半品的生成及与干法贴合时树脂的选择，通过控制关键关节来提高合成革的物性指标。在研发过程中其难点在于AB双组份树脂混合后反应马上进行，反应过程伴随着树脂的分子量增大和释放大量的热，反应后分子量增大，同时产生极性强的聚氨基甲酯，分子间作用力变强，树脂对纤维的附着力变强，料的粘度增大；反应放出的大量热更是加速AB双组份树脂的聚合，导致AB双组份树脂在基布中很难渗透。所以在合成无溶剂base过程中采用流体渗透和发泡渗透相结合。流体渗透：控制AB双组份树脂混合后的反应速度，阻止树脂分子量快速增长。选用低分子量低粘度的预聚体，减低促进剂引发剂量，使AB双组份树脂有更长的渗透时间。流体渗透时间控制在90S。发泡渗透：流体渗透后，AB双组份树脂进入高温烘箱开始快速聚合，聚合放出大量热，同时分子间作用增强，树脂强度变大，聚合放出的热使树脂开始发泡，膨胀渗透。PP膜的贴合不仅可以挤压树脂流体进行渗透，同时由于PP膜的封闭作用，阻止树脂发泡时热的散发和空气的双向扩散，树脂发泡时可以已PP膜为基底，纤维为骨架进行发泡渗透。发泡越好base手感越饱满，弹性好，折纹小。

Claims (6)

1.一种高物性无纺布环保合成革的生产方法，其特征在于：包括如下步骤：
a)无纺布含浸PVA：在反应釜中配质量分数为4％的PVA水溶液，搅拌至PVA全部溶解，溶液呈无色透明；将配好的PVA水溶液放入PVA含浸生产线的含浸槽，将PET与PA混合无纺布进行含浸；PET与PA混合无纺布含浸后进行单辊挤压；进入30m烘箱，烘箱温度为120℃，过2轮高温的烫平辊，过4轮常温冷却辊，收卷；
b)AB双组份树脂涂布：含浸处理后无纺布过AB料生产线进行涂布处理；A组分为聚醚型的预聚体，在A料反应釜中熔化，控制温度在50℃，加入0.2％的302型号促进剂和0.2％的514型号引发剂，充分搅拌；B组分为液体状的预聚体，在B料反应釜中搅拌，温度控制在50℃；A组分和B组分以质量比为100∶90进入计量管道，并同时进入混料反应釜以1500r/min快速搅拌20s后，将混合均匀的AB双组份树脂涂于无纺布上；无纺布通过AB料涂台后20cm开始进行PP膜贴合，贴合压力为6kgf/cm2；过0.5m后进入30m的110℃烘箱，分离PP膜，收卷；
c)Base水洗：涂布后无纺布在湿法线进行水洗，烘干；
d)Base磨皮：水洗烘干后进行180目磨皮，使base无AB料亮点，面更平，磨完后做为干法贴面半成品；
e)将离型纸通过一号涂布头，在离型纸表面涂上一层粘度为2500-3000CPS/25℃的无溶剂面料，涂布量控制在150～180g/m2，车速控制在6～8m/min；涂布后进入烘箱烘干后冷却，烘箱温度控制在70～90℃；
f)将离型纸通过二号涂布头，涂上一层双组份树脂底料，底料为聚醚型的预聚体和液体状的预聚体两种组分树脂混合制成，涂布量控制在250～3000g/m2；涂布后进入烘箱烘干，烘箱温度控制在70～90℃内，烘干时间90s，至半干状态，然后与干法贴面半成品贴合；再继续经过120～130℃的烘箱烘干5-6min后，冷却分离收卷。
2.根据权利要求1所述的一种高物性无纺布环保合成革的生产方法，其特征在于：所述无纺布为PET和PA混合制成，其中PET与PA的配比为30∶70；所述无纺布的单位密度240g/m2，厚度1mm。
3.根据权利要求1所述的一种高物性无纺布环保合成革的生产方法，其特征在于：所述PVA水溶液中选用醇解率为88％，聚合度500的PVA。
4.根据权利要求1所述的一种高物性无纺布环保合成革的生产方法，其特征在于：所述步骤b中的涂布间隙为0.03mm；涂布车速为8m/min。
5.根据权利要求1所述的一种高物性无纺布环保合成革的生产方法，其特征在于：涂刮在离型纸上的树脂通过聚醚型的预聚体和液体状的预聚体两种组分树脂混合制成发泡树脂，其中聚醚型的预聚体与液体状的预聚体的质量比为100∶74-75，该发泡树脂与涂布在无纺布上的双组份树脂具有较好的相溶性。
6.根据权利要求1所述的一种高物性无纺布环保合成革的生产方法，其特征在于：所述步骤c中的水洗温度控制在70℃-80℃，水洗压力5kgf/cm2，烘箱温度为150℃，车速12m/min。
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