第二章 水性干法聚氨酯工艺技术介绍

　　第二节 转移法工艺介绍

　　一、 水性干式PU

　　水性干式PU是在干法线上直接贴布的一种工艺。水性干式PU具有品种多，质量好，制造工艺简单，能通过环保低毒标准、ROHS标准、EN71标准等测试要求。水性干式PU与溶剂型干式PU制造工艺基本相同，具体工艺如图2-2所示。

　　图2-2 水性干式贴合工艺流程图

　　浙江省丽水水性生态合成革技术创新服务平台主任谢镇铭在研究中发现，在水性树脂干法生产设备上与油性基本相同，只是在烘箱的长度组合方面略有不同，以武义尤尼克为例，一涂之后烘箱长度为15米，二涂之后烘箱长度为25米，三途之后烘箱长度为5米，贴合之后烘箱长度为30米。由于水的比热与蒸发热远大于其它溶剂，所以水性树脂的烘干速度会小于油性树脂。而且烘干时会吸收更多的热量。一般来说水性干法生产线的车速会小于油性生产线。根据实验测得厚度为15丝的水性浆料在120℃的温度下烘干时间为2.0分钟。当然，固含越高，烘干越容易。

　　水性干法生产线的烘箱推荐采用上下双面热风的烘干形式，如果设备允许最好采用下部热风的温度要略高于上部热风。在这样的烘烤条件下，浆料会从靠近离型纸的那一面先开始干燥结膜过程。这种情况下下层的水蒸气会比较容易的从下部穿越上部，从而脱离浆料，形成皮膜。若只有上加热的话表面的浆料就会先结膜，尤其在涂层较厚的情况下下层的水蒸气由于不能很好的穿过上层就会向下聚集，形成针孔、亮点等一系列问题。

　　在贴合之后上部的热量被贴合的基材阻挡，不能及时的把热量输送到需要加热的粘合层处。而下部的热风，没有基材的阻挡，热量能很快的穿过离型纸及皮膜到达粘结层。所以贴合后用上下同时加热的方法能很大的提高贴合后的烘干速度。

　　水性浆料的配料方法与油性有所不同。一般来说水性的浆料为成品，不用加入溶剂来稀释，只需加入色浆及一些功能性助剂就可使用。所以浆料及其它液体类色浆、助剂可一起加入后再搅拌。具体配料方法配料方法：

　　①按照确定好的方案计算好树脂、溶剂、色浆、助剂、填充物等的用量。

　　②配料时先将配料桶处理干净，加入树脂、溶剂、色浆、助剂。

　　③整个加料过程中要保证料都加到配料桶的中央，若沾到桶壁上就不能完全的分散到浆料中去，影响配料的准确性。

　　④如果需要加入填充料，先将填充料称好，在搅拌的过程中缓慢加入配料桶中。

　　⑤搅拌一定要均匀，整个过程中搅拌速度要控制适当，过慢会影响分散，过快则会在料中形成气泡。

　　⑥等搅拌均匀后，检测浆料的黏度是否符合要求，并作调整。在水性配料时，色浆因为黏度很大所以很难准确称取，在微调时应把色浆用树脂按一定比例稀释后再加入配料桶中。

　　水性干式PU有两种贴合方式：直贴和斜贴。通常情况下，直贴即湿贴是贴合后直接进烘箱的一种工艺;而斜贴即半干贴是贴合之后经过几道辊筒弯折后在进入烘箱烘烤的一种工艺。由于直贴不用经过弯折的辊子，所以贴合时给予的压力不会被改变。在这种条件下湿贴的胶水不会被弯折辊产生的压力而被挤出，所以水性干式PU推荐采用直贴工艺。

　　要如何湿贴呢?以水性麂皮绒服装革为例：离型纸厚度为30丝，面层树脂涂层烘干之后有4丝。再加上5丝的底胶和20丝厚的基布，在未受到压力之前的总厚度为59丝。水性底胶贴合时的最佳状态是能使底胶涂层厚度发生1/4的形变。所用的底材会发生10%形变，即20丝*10%=2丝。总厚度即两辊之间的距离为59丝，离型纸30丝，面层膜4丝。底胶5丝，形变后减去1丝为4丝。基材20丝形变后减去2丝，余18丝。加起来一共56丝，所以56丝就是最佳的贴合间隙贴。合之后烘干、剥离。

　　二、贝斯贴面

　　贝斯贴面是将涂层剂涂在片状载体(离型纸)上，是它形成连续的、均匀的薄膜，然后再在薄膜上涂上粘合剂，与贝斯叠合，经烘干固化，将载体剥离，涂层剂就会从载体上转移到贝斯上。如离型纸上带有花纹，则涂膜的表面就带有离型纸的花纹。

　　基材为各种织物的一般用湿贴工艺，而凝固涂层所生产的贝斯为基材的产品一般采用半干贴工艺。在半干贴的时候，水性底胶的烘干程度和油性的有一定差异。通俗的方法是：在半干贴合时用手指按压底胶层，刚刚能带起胶来就可以了。烘得过干手指印能压上去但不能带起料来，就会贴合不牢。干燥的不够手指压上去能很轻易带上料来，而且湿度还很高，这样就会造成跑浆或手感偏硬。因为被烘成半干的浆料水分含量减少，黏度增大，流动性降低。所以浆料与贝斯很好的结合需要一定的时间，而斜贴工艺中的几道弯折恰好给半干底胶向贝斯的渗透提供了时间。等充分的结合之后烘干就可以达到很好的贴合效果。如果贴合后就立即进行烘烤，半干状态的底胶还没来及向贝斯层渗透就被烘烤成膜会导致附着力不够贴合不够牢等现象。

　　一般来说贝斯的贴合之前都要经过一个加热辊来进行预热，用带有温度的贝斯来进行贴合。①理论上来说高温有助于分子的扩散，所以用热的贝斯来贴合有助于缩短底胶与贝斯的结合时间。②处于热状态的贝斯会比常温状态下的贝斯柔软，特别是高模量的贝斯体现更明显。形变后的贝斯，硬的比软的更易回弹。所以热状态下的贝斯能更好的与底胶紧密结合。③在半干贴的贴合之前离型纸和浆料层就已经处于热状态，如果这时贴合上常温的贝斯立即进入烘箱，贝斯就会不同程度的受热膨胀。两个紧密结合在一起的不同材质，一个膨胀结束，一个正在膨胀变形，这个时候就一定会出现相对的位移。我们要做的就是不能让这种现象发生。

　　参考工艺：

　　表1.3 服装革

　　表1.4 沙发革

　　表1.5 鞋 革

　　表1.6 箱包革

　　三、 其它基材贴面

　　其它基材包括超细纤维、水性超纤、真皮等。

　　超细纤维合成革是一种用极细的纤维做成的新型高档次的人造皮革，可用做鞋、箱包、家具、汽车内饰等的各领域，具有真皮的特性以及比真皮优越的指标。浙江省丽水水性生态合成革技术创新服务平台主任谢镇铭还表示，以三维网络结构超细纤维非织造布为基布的聚氨酯合成革是近年发展起来的新一代水性生态合成革，有人称其为第四代人工皮革，可与高级天然皮革相媲美，具有天然皮革所固有的吸湿透气性，并且在耐化学性、防水、防霉变性等方面超过天然皮革。

　　由于超细纤维基材一般都是双面起毛的结构，贴合的时候就要注意不能只贴合了毛，纤维束之间是有空隙的。贴合后进入烘箱前，底胶要能接触到超细纤维真正的表面，而不仅仅是表面上的毛。对于这种基材的贴合，底胶的上浆量一定要足够多，在树脂底料的上浆量一定的条件下，还需要控制好压力。压力小，底胶就不能有效的与超细纤维的表面结合造成成革松软。压力大，大量的胶水就会渗透进超细纤维的内部，造成成革紧致，手感偏硬。另外，为了能做出更高档次、更有手感的超纤革，推荐使用带发泡的中间层，以增加肉感、触感。

　　水性超纤革具有超细纤维合成革的特性，并且成本低于超细纤维合成革。是有很大的市场潜力。水性超纤的制作工艺里存在打磨的工艺，成品的水性超纤中可能存在打磨时留下残渣。在贴合的过程中就会粘在胶水上，影响贴合，造成贴不牢。水性超纤在使用前要将这些残渣处理干净。具体贴合方法与超细纤维相同。

　　真皮用于水性生态合成革的贴合时一般会选择二层皮，二层皮没有粒面层，双面都起毛。贴合真皮的时候要选择质感比较致密毛短的一面来贴。真皮是有收缩温度的，当烘烤的温度高于真皮的收缩温时真皮就会发生明显的收缩。会造成提前剥离、贴不牢等一系列问题。所以在真皮的贴合之前一定要注意其收缩温度。

　　四、水性发泡

　　发泡革具有很好的肉感，生态发泡革的中层料为水性发泡料。水性生态发泡革具有类似于真皮的丰满、柔软、有弹性的手感。发泡层可以在降低上浆量的同时有效的提高成革的厚度。

　　在水性发泡革的生产过程中需要注意两个方面的问题：发泡浆料的配制和发泡浆料的烘干。现有的水性发泡浆料的发泡方法为机械发泡。机械发泡需要掌握两个指标：发泡倍率和泡孔的细密程度。发泡倍率所反映的是发泡浆料中所打入的空气的量。发泡倍率越大，说明发泡浆料中所含的空气量越多。泡孔的细密程度所表现的是发泡浆料中气泡直径的平均值。泡孔的细密程度越高，说明发泡浆料中的气泡个数越多，气泡的平均直径越小。

　　发泡倍率的测量方法有两种，一种是定体积测浆料的质量;另一种是定质量测浆料的体积。前一种的测量方法用于通过式的发泡机所发出泡的发泡浆料。后一种的方法用来测量非通过式发泡方法所发出泡的浆料。例如，使用搅拌桨发泡属于非通过式发泡的一种，这种发泡方法只需观察储料桶中浆料的液面上升程度即可确定发泡倍率。水性发泡料的发泡倍率一般为1.2~2.0倍。

　　泡孔的细密程度通过肉眼观察即可作出初步的判断。泡孔的大小最好能达到肉眼无法观察到的大小。泡孔越小，所形成的发泡皮膜的手感越细腻，质量越好。泡孔如果过大，就会造成破洞、凹坑、亮点、成膜不均匀等一系列问题。

　　发泡层的涂刮厚度一般是20~80丝之间。发泡层的烘干过程一定要先低温后高温，先微风，后中等风速。在发泡层烘干的初期，随着温度的升高，分子的运动加剧，泡孔变得不稳定。由于在这时浆料还处于液态，破掉的气泡就会融合形成大的气泡，造成产品质量的下降，严重时会造成发泡层开裂。所以在烘烤的初期要用低温、微风来处理。等到发泡层基本定型之后就可以适当提高温度及风速。

　　参考工艺：

　　表1.7 沙发革

　　五、水性半PU

　　聚氨酯和聚氯乙烯复合人造革称半PU革，是以聚氨酯为面层，聚氯乙烯为中层的PU/PVC人造革，兼有聚氨酯和聚氯乙烯两种人造革的特点。此种人造革具有近似天然皮革的外观，表面滑爽，手感好，强度高，耐酸、耐碱、耐溶剂性强，可用于鞋、箱包、沙发等。

　　水性半PU的生产过程主要需要注意离型纸、水性树脂、色浆及各种助剂的选择。根据半PU的生产工艺所决定，生产时所需的离型纸、水性树脂、色浆及各种助剂要能耐180℃的高温。还有这些材料还不能与PVC浆料中的增塑剂反应。

　　参考工艺：面层：UNKPU-200半PU专用树脂，根据颜色及色浆的遮盖率来确定色浓度，条数：12，温度：125℃;中层：PVC中料;底胶：UNKPU-340，条数：10。

                                                                编辑：欣欣