合造革與濕法工藝設(shè)計(jì)

人造革/合成革材料及工藝學(xué)目前，人造革、合成革的涂層樹脂主要有聚氯乙烯（PVC）和聚氨酯（PU）。在我國(guó)，人們習(xí)慣將PVC樹脂（聚氯乙烯）作為涂層生產(chǎn)的人造革稱為PVC人造革（簡(jiǎn)稱人造革，artificialleather），將PU樹脂（聚氨酯）作為涂層、經(jīng)緯交織的紡織品作為底基的人造革作為PU人造革（簡(jiǎn)稱PU革），將PU樹脂與無(wú)紡布作為原料生產(chǎn)的人造革作為PU合成革（簡(jiǎn)稱合成革，syntheticleather），對(duì)于PU人造革和PU合成革目前還沒(méi)有統(tǒng)一的命名，但人們習(xí)慣將兩種革稱為合成革或PU革，將上述三種革稱為人工皮革[3]。人造革和合成革可分為民用和工業(yè)用兩大類。民用革有鞋用革、服裝革、箱包革、家具革等。工業(yè)用革有車輛用革、地板用革等1.4中國(guó)人造革、合成革行業(yè)現(xiàn)狀1.4.1、發(fā)展概況中國(guó)自1958年開(kāi)始研制生產(chǎn)人造革，是中國(guó)塑料工業(yè)中是發(fā)展較早的行業(yè)，但是中國(guó)的人造革、合成革行業(yè)迅速發(fā)展是在改革開(kāi)放后實(shí)現(xiàn)的，自1979年以后，上海、北京、廣州、徐州等地引進(jìn)壓延法PVC人造革生產(chǎn)設(shè)備，武漢、長(zhǎng)沙、佛山、石家莊等地引進(jìn)了成套的離型紙法生產(chǎn)設(shè)備。1981年又開(kāi)始引進(jìn)干法PU革生產(chǎn)技術(shù)，當(dāng)時(shí)僅廣州人造革廠生產(chǎn)，隨后，東莞人造革廠和武漢塑料一廠也相繼引進(jìn)投產(chǎn)。而濕法PU合成革的生產(chǎn)則是始于1983年，山東煙臺(tái)合成革廠（現(xiàn)在的煙臺(tái)萬(wàn)華）從日本可樂(lè)麗引進(jìn)了濕法PU革的生產(chǎn)技術(shù)及設(shè)備[4]。目前，中國(guó)已成為世界上人造革、合成革的生產(chǎn)大國(guó)、使用大國(guó)，截至2006年，我國(guó)人造革、合成革生產(chǎn)線和產(chǎn)量已占據(jù)世界總產(chǎn)量的三分之二。全國(guó)共有人造革、合成革企業(yè)2600多家，上千條生產(chǎn)線，年生產(chǎn)量已達(dá)35億平方米，是塑料行業(yè)重點(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。其中規(guī)模以上企業(yè)360家，干法線681條，濕法線634條，200條左右壓延線，共計(jì)1515條。2007年人造革、合成革總產(chǎn)量達(dá)到167萬(wàn)噸，其中人造革占約60%，合成革占40%左右，實(shí)現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值502億元，銷售收入492億元，出口10.3億美元，進(jìn)口5.6億美元。中國(guó)人造革、合成革企業(yè)主要集中在浙江、江蘇、廣東和遼寧，產(chǎn)量約占了全國(guó)的80%（表1-2）[8]。表1-2

2007年塑料制品分品種產(chǎn)量前三位的地區(qū)

單位：萬(wàn)噸名稱總產(chǎn)量產(chǎn)量前三位地區(qū)合計(jì)占總產(chǎn)量比重/%第一位第二位第三位地區(qū)產(chǎn)量地區(qū)產(chǎn)量地區(qū)產(chǎn)量人造革105.0284.70浙江51.35江蘇24.18廣東13.42合成革62.4972.89浙江20.02江蘇13.21遼寧12.32溫州合成革行業(yè)發(fā)展十分迅猛，從20世紀(jì)90年代初就已成為全國(guó)合成革的主要生產(chǎn)基地。2002年被中國(guó)輕工業(yè)聯(lián)合會(huì)、中國(guó)塑料加工工業(yè)協(xié)會(huì)授予“中國(guó)合成革之都”稱號(hào)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，溫州地區(qū)共有122家合成革企業(yè)，共442條生產(chǎn)線，固定資產(chǎn)超過(guò)100億元，其中干法線234條，濕法線191條，壓延線十幾條，年產(chǎn)值達(dá)120億元。從統(tǒng)計(jì)來(lái)看，溫州地區(qū)的合成革企業(yè)占國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)總數(shù)的38.8%，生產(chǎn)線數(shù)量占47%左右，幾乎控制了整個(gè)行業(yè)的半壁江山。在全國(guó)擁有固定銷售點(diǎn)和用戶4000多家，年銷售額100多億元，產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)60%以上，整個(gè)行業(yè)從業(yè)人員近4萬(wàn)人。產(chǎn)品遠(yuǎn)銷美國(guó)、俄羅斯、非洲、中東等70多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，業(yè)已成為亞洲乃至全球最大的合成革生產(chǎn)基地[3]。麗水是我國(guó)合成革產(chǎn)業(yè)的發(fā)達(dá)地區(qū)之一，其中僅麗水經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)水閣工業(yè)區(qū)就集中了45家合成革生產(chǎn)企業(yè)，155條生產(chǎn)線，合成革產(chǎn)業(yè)已成為當(dāng)?shù)氐闹еa(chǎn)業(yè)之一。安徽，北方的山東境內(nèi)煙臺(tái)，秦皇島，河北保定白溝等等由于環(huán)境及地里空間限制現(xiàn)在往其他地區(qū)遷移如：福建福鼎，臺(tái)州臨海，安徽淮北等等。廣東的人造革、合成革行業(yè)主要集中在高明，合成革產(chǎn)量居廣東省首位（占75%）。經(jīng)過(guò)20多年的快速發(fā)展，特別是近幾年的體制創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新，高明合成革產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出加快發(fā)展的良好態(tài)勢(shì)，每年總產(chǎn)量以30％左右的速度增長(zhǎng)。目前，全區(qū)共有合成革生產(chǎn)企業(yè)26家，產(chǎn)量約占全國(guó)總產(chǎn)量的11.6％，。在我國(guó)，人造革、合成革的應(yīng)用以鞋革和家具革用量最大，箱包革其次，服裝革和汽車內(nèi)飾革雖然用量不大，但產(chǎn)品附加值高（表1-3~表1-4）。表1-32004-2007年各主要下游行業(yè)人造革、合成革實(shí)際使用量統(tǒng)計(jì)（單位：億平方米）產(chǎn)品類別2004200520062007鞋革鞋里用合成革1.31.72.22.8鞋里襯用合成革4.55.26.37.9其中：超纖（下同）0.0980.1240.1550.189服裝革服裝用合成革0.720.931.21.55超纖0.0110.0150.0220.034球革球用合成革0.290.3150.3420.38超纖0.0040.0050.00720.0085箱包革箱包用合成革4.34.75.15.4超纖0.01260.01550.0190.026汽車內(nèi)裝飾汽車內(nèi)飾用合成革1.11.271.451.64超纖0.0030.0050.0090.015家具革家具用合成革面料2.12.52.93.35家具用合成革背料3.64.054.55.1超纖0.040.060.090.125合計(jì)合成革17.9120.66523.99228.12超纖0.16860.22450.30220.3975表1-4未來(lái)5年各主要下游行業(yè)人造革、合成革的需求量預(yù)測(cè)（單位：億平方米）產(chǎn)品類別20082009201020112012鞋革鞋用合成革13.115.818.920.722.5其中：超纖0.290.390.530.680.82服裝革服裝用合成革1.741.882.032.152.3超纖0.0480.0570.0790.0970.113球革球用合成革0.430.510.590.650.7超纖0.01250.0150.01840.0220.026箱包革箱包用合成革5.655.896.126.356.55超纖0.0420.0570.0810.1050.118汽車內(nèi)裝飾汽車內(nèi)飾用合成革1.92.122.372.562.78超纖0.0320.0580.0730.0960.112家具革家具用合成革9.71112.514.215.8超纖0.1850.240.2930.3520.41合計(jì)合成革32.5237.242.5146.6150.63超纖0.60950.8171.07441.3521.5991.4.2、我國(guó)合成革行業(yè)存在的問(wèn)題(1)產(chǎn)能過(guò)剩中國(guó)紡織網(wǎng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，目前我國(guó)合成革行業(yè)的最大年產(chǎn)能達(dá)到56億平米。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2007年全國(guó)合成革產(chǎn)量為28億平米，2008年合成革為33.2億平方米。產(chǎn)能的過(guò)剩、開(kāi)工率不足，供過(guò)于求的局面，使得行業(yè)出現(xiàn)惡性的價(jià)格戰(zhàn)，許多企業(yè)的出口產(chǎn)品已無(wú)利可圖，只能靠出口退稅維持生存。最近幾年，不斷有企業(yè)破產(chǎn)倒閉[13]。(2)產(chǎn)品技術(shù)含量低，缺乏國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力雖然部分合成革企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平和產(chǎn)品已達(dá)到或接近世界先進(jìn)國(guó)家水平，但合成革行業(yè)整體上還處于相對(duì)落后的地位，企業(yè)缺乏創(chuàng)新能力。許多高檔合成革產(chǎn)品的生產(chǎn)仍是空白，不能滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)高檔產(chǎn)品的需求，不得不依賴進(jìn)口。合成革進(jìn)口平均單價(jià)為約為出口的2倍[8]（表1-5），這也反映出我國(guó)合成革產(chǎn)品的附加值不高，這與國(guó)內(nèi)合成革產(chǎn)品的技術(shù)水平是密切相關(guān)的。表1-52004～2007年我國(guó)人造革、合成革進(jìn)出口量值表進(jìn)出口數(shù)據(jù)年份出口進(jìn)口金額（萬(wàn)美元）平均單價(jià)（美元/噸）金額（萬(wàn)美元）平均單價(jià)（美元/噸）200450244.62620.1855108.74808.78200564201.42895.0958521.45568.16200678316.83155.3057002.76295.06200799601.13387.7855621.57014.06濕法濕法PU是將聚氨酯的二甲基甲酰胺（DMF）溶液添加各種助劑，制成漿料，浸漬或涂覆于基布上，然后放入與溶劑（DMF）具有親和性，而與聚氨酯樹脂不親和的液體（如水）中，溶劑（DMF）被水置換，聚氨酯樹脂逐漸凝固（過(guò)水成膜法），從而形成多孔性的皮膜，即微孔聚氨酯粒面層加上底布，習(xí)慣上稱為貝斯（Base），其含意是基材的意思，也就是濕法聚氨酯半成品，貝斯表面經(jīng)整飾后，成為聚氨酯合成革成品。濕法PU合成革是1963年在國(guó)外市場(chǎng)上出現(xiàn)的，其性能、結(jié)構(gòu)與干法合成革相比，在透濕性能及外觀質(zhì)量方面有明顯的改進(jìn)，更接近于天然皮革，是天然皮革的最佳替代產(chǎn)品。70年代末期和80年代初期，國(guó)外市場(chǎng)出現(xiàn)各種規(guī)格以織物為布基的濕法PU合成革，解決了無(wú)紡布濕法合成革工藝復(fù)雜，成本高、價(jià)格貴、品種單一等問(wèn)題。它設(shè)備簡(jiǎn)單、工藝成熟、投資少、品種多、用途廣泛、價(jià)格便宜，是目前世界和合成革市場(chǎng)上具有生命力的產(chǎn)品，同時(shí)也是國(guó)內(nèi)作為升級(jí)換代的新產(chǎn)品。濕法聚氨酯合成革的生產(chǎn)工藝可分為單涂覆法、浸漬法（含浸）和含浸涂覆法3種2.1.1基布分類人造革、合成革基布可分為機(jī)織布、針織布、非織造布三大類機(jī)織物——經(jīng)紗與緯紗相互垂直交織在一起形成的織物。其基本組織有平紋、斜紋、緞紋，梭織面料即是由這三種基本組織及由其交相變化的組織構(gòu)成。平紋織布的特點(diǎn)是布面平坦，耐磨，挺括，布身硬但缺乏彈性和光澤，花紋較單調(diào)。常見(jiàn)的平紋織物有平布和帆布.斜紋織物相對(duì)于平紋織物，斜紋織物中更加緊密、厚實(shí)、彈性好、布面富有光澤、手感比較柔軟，但強(qiáng)度、耐磨不如平紋織物。常見(jiàn)的斜紋織物有斜紋布、卡其布、華達(dá)呢等[5]。起毛布起毛是利用鋼針或刺果鉤刺與織物運(yùn)行的相對(duì)速度不同，將織物表面均勻地拉出一層絨毛。起毛布多是將機(jī)織布的經(jīng)紗起毛，具有松厚柔軟，保暖性性強(qiáng)，織紋隱蔽，花形柔和等特點(diǎn)。起毛布多用于聚氨酯合成革。針織物——純棉，滌綸，T/C，用織針將紗線或長(zhǎng)絲構(gòu)成線圈，再把線圈相互串套而成，由于針織物的線圈結(jié)構(gòu)特征，單位長(zhǎng)度內(nèi)儲(chǔ)紗量較多，因此大多有很好的彈性（這也是針織面料服裝樣板相對(duì)簡(jiǎn)單、線跡必須有彈性的根本原因）。針織物大致分為緯編針織物與經(jīng)編針織物兩大類。緯編針織物是將紗線由為緯向喂入，同一根紗線順序的彎曲成圈并相互串套，我們最常見(jiàn)的毛衣即為緯編針織物。緯編針織布一般應(yīng)用在PVC產(chǎn)品上。

經(jīng)編線圈的串套方向正好與緯編相反，是一組或幾組平行排列的紗線，按經(jīng)向喂入，彎曲成圈并相互串套。經(jīng)編針織布主要應(yīng)用在PU干法產(chǎn)品上，目前也有少量用于濕法涂層上，制作高檔服裝革和裝飾革。針織是一根紗織成的，梭織是經(jīng)緯兩根紗織成的，最簡(jiǎn)單的方法是一個(gè)面料如果有毛邊，那就是梭織非織造布（無(wú)紡布）非織造布又稱非織布、非織造織物、無(wú)紡織布、無(wú)紡織物或無(wú)紡布(不織布)。主要采用機(jī)械加固法中的針刺加固和水刺加固對(duì)于合成革用非織造基布應(yīng)滿足如下幾方面的要：在組織結(jié)構(gòu)方面，要求非織造基布要具有致密的三維立體結(jié)構(gòu)，纖網(wǎng)中的纖維要呈雜亂排列，纖維間相互緊密纏繞，結(jié)構(gòu)均勻。在性能方面，基布要具備透氣、透濕、強(qiáng)度高的特點(diǎn)，具有優(yōu)良的柔軟性、懸垂性、耐磨性和吸濕性。。在外觀和手感方面,要求基布表面平滑，無(wú)縱橫向或斜向的針跡和孔眼；密度均勻一致，無(wú)過(guò)密或過(guò)松現(xiàn)象。起毛布則應(yīng)盡量做到絨毛密度大，分布勻，長(zhǎng)度齊。此外，若起毛布脫脂差、親水性差會(huì)引起貝斯表面的大量針孔甚至脫層，使用雙面起毛布時(shí)，要求背面的毛要長(zhǎng)而正面的毛要短[9]。其規(guī)格可參見(jiàn)表2-6。表2-6濕法PU革用起毛布規(guī)格產(chǎn)品用途纖維紗支（tex）經(jīng)/緯密度（根/cm）經(jīng)/緯組織服裝純棉、純棉、滌棉混紡29.5/29.524/24平紋家具滌棉混紡37.0/49.224/25四枚緞紋鞋滌棉混紡37.0/49.226/29五枚緞紋滌棉混紡29.5/59.118/23平紋表1-6近5年合成革的市場(chǎng)需求及預(yù)測(cè)（單位：億平方米）年份類別20082009201020112012合成革32.3136.3239.2142.3443.78其中：超纖產(chǎn)品0.660.951.251.482.21生態(tài)革7.4212.1518.0123.8527.42高物性革0.800.991.201.51.8表1-8國(guó)內(nèi)近年高物性PU合成革產(chǎn)量及需求量（單位：萬(wàn)平方米）年份產(chǎn)量、需求量及預(yù)測(cè)值200520062007200820092010我國(guó)高物性PU合成革產(chǎn)量270030003500410047005300我國(guó)高物性PU合成革需求量4200500068008000990012000對(duì)于服裝革用基布，要求應(yīng)具有一定的機(jī)械強(qiáng)度（低于鞋革），但伸長(zhǎng)率要大并且質(zhì)地柔軟，手感要優(yōu)良，并應(yīng)具備足夠大的吸濕性和透氣性，同時(shí)還要求有防霉性。服裝用合成革的基布主要使用針織布、非織造布類基布，要求較薄。鞋面革用基布通常，鞋面革用基布在性能上要求最為嚴(yán)格，這是由于鞋面革在使用中必須承受較高的永久變形，才能適應(yīng)制鞋工藝和人體腳部在穿著過(guò)程中的膨脹、收縮變形需要。例如鞋用革用基布的經(jīng)、緯線的伸長(zhǎng)率均應(yīng)大于l0％～12％，以滿足鞋楦成形和穿著中的頻繁彎曲變形，提高制品的使用壽命。由于鞋里革處于封閉的穿著外境．故也要求它們必須具備優(yōu)異的吸濕和透濕性能，應(yīng)選用吸濕性能優(yōu)良的纖維材料。吸濕性能較好的纖維品種是粘膠纖維、棉纖維、維綸、錦綸等。其中，粘膠纖維的吸濕性能最好，但它容易縮水，故主要用于水刺無(wú)紡布類的基布中。雖然滌綸的吸濕性很差，但它的強(qiáng)度高，價(jià)格低，在機(jī)織布和非織造布類的基布中，還是經(jīng)常被選用的纖維。服裝革用基布對(duì)于服裝革用基布，要求應(yīng)具有一定的機(jī)械強(qiáng)度（低于鞋革），但伸長(zhǎng)率要大并且質(zhì)地柔軟，手感要優(yōu)良，并應(yīng)具備足夠大的吸濕性和透氣性，同時(shí)還要求有防霉性。服裝用合成革的基布主要使用針織布、非織造布類基布，要求較薄。介于鞋革和服裝革之間2.3.1著色劑的分類著色劑可分為染料和顏料兩大類，顏料又可分為無(wú)機(jī)顏料和有機(jī)顏料兩類。(1)染料染料都屬于有機(jī)物，它可溶于水、油及有機(jī)溶劑。染料的分子內(nèi)部一般含有發(fā)色基團(tuán)及助色基團(tuán)，具有強(qiáng)烈的染色能力，染料都是透明的，色澤艷麗、色譜齊全、用量少。但染料耐熱、耐光、耐候及耐溶劑性差，遷移性大，在人造革及合成革的加工溫度下，易分解，在制品的使用過(guò)程中容易從制品中滲出、遷移而造成串色和污染，因此在人造革、合成革中應(yīng)用較少，只有在耐熱要求不高時(shí)，可選用少量油溶性和醇溶性偶氮類和蕙醌類染料[2]。(2)顏料顏料是不溶于水和溶劑的一類著色劑。與染料不同，顏料為固體物質(zhì)，在人造革及合成革中分散成細(xì)微顆粒，由其表面的遮蓋作用而著色，不是化學(xué)作用。顏料的耐熱、耐光、耐候、耐溶劑性都好，只是色澤及透明性不如染料。顏料可以分為無(wú)機(jī)顏料與有機(jī)顏料兩大類。無(wú)機(jī)顏料包括合成的有色化合物和一些帶色的天然礦物。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(jiǎn)便，價(jià)格低廉。但其透明度、鮮明性差、色澤暗淡，相對(duì)密度大。有機(jī)顏料包括不溶性染料和色淀染料（大都是酸性染料的鈣、鋇鹽的沉淀，或是將染料沉淀在無(wú)機(jī)載體如A1(OH)3上）兩類，具有介于無(wú)機(jī)顏料和染料之間的綜合性能。有機(jī)顏料的耐熱性、耐光性不及無(wú)機(jī)顏料，但分散性好，著色強(qiáng)度高，色澤較鮮艷(（但不如染料）[14]。染料、有機(jī)顏料、無(wú)機(jī)顏料三種類型著色劑性能比較如表2-8所示[14]。表2-8三種類型著色劑的比較性能類型耐熱性耐光性抗遷移性耐酸性耐堿性著色力亮度透明度來(lái)源相對(duì)密度溶解性染料差差差差差好好好天然或合成1.3~2.0可溶有機(jī)顏料中（200~260℃中中中中中中中合成1.3~2.0難溶或不溶無(wú)機(jī)顏料好（500℃好好好好差差差天然或合成3.5~5.0不溶2.3.2著色劑的要求理想的著色劑在人造革及合成革中應(yīng)具備如下條件[2,9,14]：①色澤鮮艷，著色力強(qiáng)，分散性好。②耐熱性好，能承受人造革、合成革生產(chǎn)時(shí)的溫度。③耐溶劑性好，與溶劑或增塑劑等接觸時(shí)，不會(huì)因溶出而遷移、串色。④耐遷移性好。⑤耐化學(xué)穩(wěn)定性好，有良好的耐酸性、耐堿性，與樹脂中其他助劑不發(fā)生化學(xué)反應(yīng);⑥無(wú)環(huán)境污染，有害物質(zhì)含量符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（如生態(tài)紡織品標(biāo)準(zhǔn)100，Oeko-TexStandard100）。對(duì)于含重金屬（鉻、鉛等）的顏料和某些含芳胺的偶氮染料要謹(jǐn)慎使用。⑦著色劑不含有對(duì)樹脂有影響的雜質(zhì);⑧無(wú)毒，無(wú)臭，價(jià)格便宜。2.4填充劑填充劑又稱填料，在人造革、合成革中的主要作用是增加容量，降低成本。有時(shí)還會(huì)有其它功能，如作為顏料（二氧化鈦、炭黑等）；某些填充劑還可改進(jìn)人造革、合成革的性能，如提高耐熱性、耐磨性、剛性、阻燃性等。填充劑的缺點(diǎn)是在降低成本的同時(shí)，會(huì)導(dǎo)致制品某些性能的下降甚至大幅度下降，其中下降最明顯的有拉伸強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、透明性及表面光澤度等。同時(shí)，填充劑還會(huì)增加膠料的粘度，增加增塑劑或溶劑的用量。因此，在使用填充劑時(shí)，不能一味追求降低成本而盲目添加[2]。在選擇人造革、合成革用填充劑時(shí)需考慮如下要求：①價(jià)格低廉，來(lái)源充足；②細(xì)度適當(dāng)，易分散；③吸油量低，填充量大，相對(duì)密度??；④填充劑不能影響其他助劑的效能，不與其他助劑發(fā)生反應(yīng)；⑤純度高，不含對(duì)樹脂有害的雜質(zhì)；⑥耐水性、耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性和耐光性優(yōu)良，不溶于水和溶劑。2.4.2填充劑的特性(1)吸油性吸油性指填充劑本身對(duì)配方組成中的液體助劑的吸收能力。吸油性大小可用吸油量來(lái)表示，吸油量定義為100g填充劑所吸收液體助劑的最大體積數(shù)（mL），常用填充劑的吸油量見(jiàn)表2-9所示[14]。填充劑的吸油性主要影響配方中液體助劑的加入量。吸油性大的填充劑，應(yīng)加大配方中液體助劑的加入量，以彌補(bǔ)被填充劑吸收而不能發(fā)揮作用的部分液體助劑。例如，在PVC人造革配方中，增塑劑的加入量應(yīng)為實(shí)際需要量和被填充劑吸收部分之和。表2-9常用填充劑的吸油量填料吸油量（DOP）/mL填料吸油量（DOP）/mL硫酸鋇16白炭黑42石粉30黏土46硅石粉31~32高嶺土66滑石粉33云母79白云石33輕質(zhì)碳酸鈣125重質(zhì)碳酸鈣36硅藻土1482.10表面活性劑在水中加入很少量時(shí)就能顯著降低水的表面張力，改變體系的界面狀態(tài)，從而產(chǎn)生潤(rùn)濕、乳化、分散、消泡、增溶等作用的物質(zhì)稱為表面活性劑。根據(jù)在水溶液中是否解離以及解離生成的離子種類，表面活性劑分子可分為如下四類：[27]①陰離子型表面活性劑：，如羧酸鹽、硫酸鹽型、磺酸鹽型以及磷酸鹽型的表面活性劑。②陽(yáng)離子型表面活性劑：，如胺鹽、季銨鹽等。③兩性離子型表面活性劑：，如氨基酸類的表面活性劑。④非離子型表面活性劑：如聚氧乙烯型、多元醇類的表面活性劑。表面活性劑在水中有兩種情況，一種情況是當(dāng)表面活性劑的濃度很低時(shí)，表面活性劑以分子狀態(tài)溶于水中，在水-空氣界面處，親水基伸向水層，疏水基伸向空氣（或其它介質(zhì)）中，使水的表面張力迅速急劇下降（圖2-12a）。當(dāng)表面活性劑大于一定濃度后（CMC），表面活性劑形成膠束，采取親水基向外，親油基向內(nèi)的聚集方式2.10.2表面活性劑的作用(1)潤(rùn)濕和滲透將水滴在固體表面，會(huì)出現(xiàn)圖2-13所示的幾種情況[27]。定義氣-液界面和固-液界面之間的夾角為接觸角（θ）。θ>90o稱為不潤(rùn)濕（圖2-13c和d）；θ<90o稱為潤(rùn)濕（圖2-13a和b），θ=0o時(shí)稱為鋪展（圖2-13a）。圖2-13潤(rùn)濕和接觸角當(dāng)水中有表面活性劑時(shí)，水的表面張力會(huì)顯著降低，θ變小，固體和液體之間接觸面積擴(kuò)大，增大了潤(rùn)濕作用。如把水滴在石蠟上，石蠟幾乎不被潤(rùn)濕，若在水中加入少量表面活性劑，就很容易潤(rùn)濕石蠟表面，水滴就可以在石蠟表面鋪展，由不潤(rùn)濕變?yōu)闈?rùn)濕。這類表面活性劑叫做潤(rùn)濕劑。將織物或微孔膜浸入含有表面活性劑的水中，水就會(huì)比較容易滲入到織物或微孔膜內(nèi)部，這種作用稱為滲透作用，此時(shí)的表面活性劑稱為滲透劑。滲透作用的原因與潤(rùn)濕相類似，也是因?yàn)樗谋砻鎻埩档投子阡佌?。作為?rùn)濕劑和滲透劑的表面活性劑應(yīng)具有強(qiáng)的降低表面張力的能力，由于固體表面通常帶負(fù)電荷，易與帶相反電荷的陽(yáng)離子表面活性劑相吸附，形成親水基朝向固體、親油基朝向水的單分子膜，而不易被水潤(rùn)濕，所以陽(yáng)離子表面活性劑很少用作潤(rùn)濕劑，而陰離子表面活性劑和某些非離子表面活性劑適合做潤(rùn)濕劑。(2)消泡能起消泡作用的消泡劑都是一些表面張力極低，易鋪展的表面活性劑。將消泡劑加入到泡沫體系中后，消泡劑在泡沫液膜表面鋪展，使液膜表面局部表面張力迅速降低，而流向產(chǎn)生泡沫的溶液，同時(shí)又受到周圍未接觸到消泡劑的高表面張力大的液膜強(qiáng)力牽引，最終導(dǎo)致泡沫破滅，達(dá)到消泡的作用。(3)降粘陰離子型表面活性劑能促進(jìn)水的滲透和擴(kuò)散非離子表面活性劑由于具有疏水性，因而可推遲表面的凝固速度，從而為皮膜中心的DMF擴(kuò)散贏得了時(shí)間，加快了內(nèi)部的DMF向外遷移與水交換的速度。凝固后皮膜較薄、表面平滑，孔小而細(xì)密，可生成針狀的泡孔結(jié)構(gòu)。其用量一般為1％～3.5％左右。常用的非離子表面活性劑是司盤系列80光面革則要求氣泡細(xì)密，所以非離子型表面活性劑的用量大非離子和陰離子表面活性劑的用量比例適當(dāng)，可以使整個(gè)聚氨酯樹脂涂層上表面和內(nèi)部的凝固速度達(dá)到較好的平衡，使DMF均勻擴(kuò)散，從而得到手感好、透氣、透濕性優(yōu)良的制品。一般來(lái)講，光面革的非離子型表面活性劑的用量大，而人造麂皮的陰離子表面活性劑用量大（表2-20）。表2-20濕法涂層中表面活性劑的用量品種光面革人造麂皮鞋用衣用鞋用衣用涂層劑（固含量約為30%）（份）100100100100非離子表面活性劑（份）2.53.51.51陰離子表面活性劑（份）1.5—32此外某些非離子型表面活性劑，對(duì)濕法水洗工序中脫DMF有促進(jìn)作用，降低殘存在貝斯中的DMF含量，提高水洗的效果，還可使革表面平滑。凝固涂層的涂層劑只有一種———單組分聚氨酯，成膜的機(jī)理也十分簡(jiǎn)單。選擇一種聚氨酯的良溶劑—主要是DMF（二甲基甲酰胺）和另一種非溶劑—水，先用DMF把聚氨酯溶解成溶液，涂或浸漬在基布上，浸入水或含DMF的水溶液中，利用DMF與水的混溶性，讓水在涂層膜內(nèi)置換DMF，降低DMF的濃度，促使聚氨酯凝固行成多孔連續(xù)的涂膜。其關(guān)鍵是如何控制置換過(guò)程，使它既符合工藝要求，又能獲得最理想的產(chǎn)品性能?，F(xiàn)在常規(guī)配方中陰離子型表面活性劑一般添加為樹脂的1-3%，非離子型表面活性劑的添加量為樹脂的0.5-1.5%。目前有更新型的表面活性劑由于濕法工藝，加入這種活性劑可以大大提高泡孔的數(shù)量或密度，從而增加涂層液的成膜厚度，減少涂層厚度，降低成本。另外還有調(diào)節(jié)泡孔形狀的活性劑，如調(diào)直泡孔、圓泡孔等。這些助劑豐富了濕法涂層產(chǎn)品的品質(zhì)和品種以適應(yīng)更多的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。單涂法聚氨酯貝斯生產(chǎn)通常用雙面平、單面或雙面起毛的機(jī)織布及針織布為底基，表面涂覆聚氨酯配合液，經(jīng)凝固、水洗、烘干而成。單涂覆法貝斯通常再以干法轉(zhuǎn)移貼面形成終端產(chǎn)品，或用磨皮機(jī)打磨形成產(chǎn)品（如牛巴革）。單涂法聚氨酯貝斯生產(chǎn)流程如下：放布——預(yù)浸（清水或DMF水溶液）——軋壓燙平——涂布——凝固——水洗——壓干——預(yù)熱燙平——烘干定型——冷卻——卷取——檢驗(yàn)入庫(kù)說(shuō)明：滲透法工藝也屬于單涂覆生產(chǎn)法，但是它不需要預(yù)浸，其余流程一樣。(1)單涂貝斯的配方表6-2單涂貝斯的配方材料名稱箱包沙發(fā)革鞋用革磨皮革濕法用聚氨酯樹脂100100100DMF80-12080-10050-70木粉20-4020-40輕質(zhì)碳酸鈣0-200-20活性劑OT-700.5-20.5-20.5-2活性劑S-800.5-10.5-10.5-1著色劑適量適量15-30其它助劑根據(jù)需要根據(jù)需要根據(jù)需要粘度要求4000-8000CPS5000-10000CPS5000-10000CPS經(jīng)涂覆聚氨酯漿料的基布進(jìn)入凝固槽。凝固槽中的凝固液是由水與DMF組成的，DMF的含量一般為15-25%。生產(chǎn)磨皮貝斯時(shí)，DMF的含量控制在10-15%。過(guò)高的含量會(huì)影響凝固速度，而且造成水中固形份含量增加；濃度過(guò)低不僅增加DMF的回收成本，還使貝斯表面收縮率增大，導(dǎo)致卷邊，降低產(chǎn)品質(zhì)量。在漿料凝固過(guò)程中產(chǎn)生一定的收縮，使涂層變薄，且有一定程度的卷邊。為防止卷邊，一方面要保證凝固槽中的DMF濃度，另一方面在配料時(shí)可加入些S-80(表面活性劑)，以延遲表面的凝固，增大泡孔。還可以用鐵夾子夾住布邊和增加張力輥的方法來(lái)防止卷邊。放布放布預(yù)浸軋壓燙平涂布凝固水洗壓干烘干定型冷卻BASE（貝斯）水DMF水溶液PU漿料圖1-6單涂覆法聚氨酯貝斯流程表6-3單涂貝斯的各工藝參數(shù)項(xiàng)目工藝參數(shù)說(shuō)明預(yù)凝固槽DMF濃度%0-30根據(jù)基布品種基布六輪燙平溫度60-120根據(jù)基布品種涂料厚度mm0.80-2.50根據(jù)產(chǎn)品厚度凝固槽DMF濃度%10-25根據(jù)不同產(chǎn)品凝固槽溫度常溫個(gè)別產(chǎn)品需加溫水洗槽溫度常溫個(gè)別產(chǎn)品需加溫最后一只水洗槽DMF濃度%1預(yù)熱八輪溫度80-150根據(jù)不同產(chǎn)品烘箱烘干定型溫度140-160根據(jù)不同產(chǎn)品車速m/min8-35根據(jù)不同產(chǎn)品表6-4單涂貝斯常見(jiàn)質(zhì)量缺陷及解決方法序號(hào)質(zhì)量缺陷產(chǎn)生原因解決方法1剝離強(qiáng)度低起毛布起毛太短基布浸水后燙干程度不夠，偏濕配方中填料量大漿料粘度太低更換起毛布提高燙平溫度或降低車速補(bǔ)加樹脂補(bǔ)加樹脂2貝斯卷邊凝固槽DMF濃度太低配方中S-80量少凝固槽張力輥張力不對(duì)提高凝固槽中DMF濃度增加S-80用量調(diào)整張力3表面不平整起毛布起毛不均或起毛太長(zhǎng)涂層太薄燙平溫度太高漿料透底水洗不凈更換起毛布增加涂層厚度降低燙平溫度或提高車速降低車速，提高水洗溫度4表面有針孔漿料脫泡不凈涂料時(shí)有空氣帶入延長(zhǎng)脫泡時(shí)間，提高脫泡真空度注意上料，調(diào)整上料方法5表面有坑點(diǎn)基布脫脂差配方不當(dāng)漿料吸水漿料流平不好更換基布或在預(yù)凝槽加滲透劑調(diào)整配方加強(qiáng)漿料密封，重新攪料漿料中補(bǔ)加流平劑并重新攪料6表面有條紋凝固布完全凝固槽內(nèi)有硬物接觸貝斯表面降低車速，降低凝固槽濃度，提高凝