PVC布麵革的生產工藝

PVC布麵革的生產工藝 PVC 布麵革的生產工藝PVC 布麵革的麵層為織物, 其品種很多, 用途廣泛。目前, 國內 PVC 布麵革產量約 10 億 m2/ a,約 50% 製成各種產品出口( 包括小部分 PVC 布麵革直接出口) 。1 PVC 布麵革的分類和用途PVC 布麵革的品種區別主要在布麵上, PVC 層隻是硬質或軟質、發泡或不發泡之分。布麵按不同的纖維材料分有滌綸、錦綸、滌棉等; 按化纖不同的形態分有長絲、短絲、彈絲、細特絲、消光絲等; 按不同的織物結構分有平紋、斜紋、緞紋和這些織紋的變化, 如平紋中又有府綢、凸條、隱條、隱格、色條、色格等( 斜紋和緞紋中的變化結構也很多) 。但用於生產PVC 布麵革的布麵以滌綸長絲的平紋結構為主。PVC 布麵革一般有 3 層結構, 麵層是機織布裏層是軟質 PVC 層, 中間是膠黏劑層, 門幅寬度都是 11 5 m。我國法定計量單位特( tex) 用來表示滌綸和錦綸等化學纖維的粗細, 即長 1 000 m 纖維的質量( g) ; d 為分特( dtex) , 1 tex= 10 d。210 d 以上的滌綸和錦綸纖維( 長絲和彈絲) 的平紋織物都叫牛津布, 複合 PVC 後叫牛津革。當化纖材料是滌綸、纖維結構是長絲時, 在布麵革的名稱中就不用注明, 如600 d 牛津革, 表示布麵的材料是滌綸、纖維結構是長絲, 纖維的線密度經緯都是 600 d。長絲和彈絲的線密度有兩種含義: ¹ 單絲的線密度在 31 3~ 51 5 d 時為普通絲, 在 11 1~ 21 2 d 時為細特絲, 在 01 11 d 以下為超細絲; º 複絲是由若幹根單絲組成, 常用的基本單元是70 d 和100 d 等, 若幹基本單元合並後的線密度有 210、300、420、600 d等。PVC 布麵革常見品種的分類和用途見表 1。表 1 常見 PVC 布麵革的分類和用途分型 化纖線密度/d PVC 層是否發泡 織物構成舉例 布麵革名稱 PVC 層厚度/mm 布麵革用途厚型210~ 1 200 不發泡經緯都是 600 d 滌綸長絲經緯都是 600 d 滌綸彈絲經緯都是 600 d 錦綸長絲經是 600 d 滌綸長絲, 緯是 300 d 滌綸長絲600 d 牛津革600 d 彈絲牛津革600 d 尼龍牛津革600@ 300 牛津革01 10~ 01 30旅行箱、旅行包、書包、手提電腦包、救災房、大型帳篷、充氣廣告、沙灘椅、樂器包裝等70 發泡經緯都是 70 d 滌綸長絲經緯都是 70 d 錦綸長絲經緯都是 70 d 滌綸彈絲經是70 d 滌綸彈絲, 緯是 100 d 滌綸彈絲, 凸條織紋滌絲紡發泡革尼絲紡發泡革春夏紡發泡革花瑤發泡革01 60~ 01 90女式包、旅行箱、旅行包等薄型70不發泡(很柔軟)經緯都是 70 d 滌綸長絲經緯都是 70 d 錦綸長絲經緯都是 70 d 滌綸彈絲70 d 細特滌綸彈絲滌絲紡雨披革尼絲紡雨披革春夏紡雨披革雪克服裝革01 08~ 01 2070不發泡( 較硬)經緯都是 70 d 滌綸長絲70 d 滌綸長絲印花織物滌絲紡革印花滌絲紡革01 12~ 01 30自行車雨披、摩托車雨衣、遮陽篷、小型帳篷、轎車罩、窗簾、浴簾、運動器材、玩具包裝、防 水施工服、折疊掛衣櫥、購物袋、武器裝備罩等2 PVC 布麵革的生產工藝和設備PVC 布麵革采用壓延法生產, 生產過程分為布基塗膠黏劑工序、壓延複合工序和發泡工序, 每道工序獨立完成。不發泡的PVC布麵革隻有前兩道工序。21 1 布基塗膠黏劑21 11 1 膠黏劑和膠黏劑配方PVC 布麵革的布基所用的膠黏劑是熱固型聚氨酯( PU) 和丙烯酸酯。布麵革分厚型和薄型兩大類, 厚型偏硬, 薄型偏軟, 分別用硬質和軟質的膠黏劑。如雨披革和服裝革的布基塗膠黏劑後要基本保持布基原來的柔軟度, 所以要用軟質膠黏劑。膠黏劑的硬度與高分子化合物的組成、分子質量大小、交聯劑和交聯促進劑的用量有關。丙烯酸酯膠黏劑是共聚物, 其中玻璃化溫度偏高的材料含量高時, 硬度就偏大; 當高分子化合物的組成和結構一定時, 分子質量越大、交聯劑和交聯促進劑含量越高, 則硬度越大。一般來講, 膠黏劑的硬度越高, 拉伸強度也越高, PVC 層和布基的結合力也越高。PU 和丙烯酸酯膠黏劑根據其化合物組成、分子質量和固含量的不同可分為多種牌號, 但牌號都為各生產廠家自訂,無統一標準, 所以交聯劑和溶劑的用量要根據生產廠家的牌號和固含量來確定, 變化範圍很大。用於牛津布和發泡革布基( 尼絲紡布) 的膠黏劑配方實例: 熱固型PU 漿( 含固質量分數 50% 、100%彈性模量 31 5 MPa) 100 份、交聯劑 6~ 12 份、二甲基甲酰胺( DMF ) 或甲乙酮( MEK) 網塗膠 65~ 90份、刀塗膠 40~ 60 份。用於服裝革和雨披革布基的膠黏劑配方實例: 丙烯酸酯漿( 含固質量分數 20% )100 份、交聯劑 21 0~ 41 5 份、醋酸乙酯網塗膠 10~20 份、刀塗膠 0~ 7 份。溶劑主要用來調節膠黏劑漿料的黏度, 根據實際情況適量添加。布基塗膠黏劑工藝布基塗膠黏劑的生產設備叫布基塗膠生產線,其工藝流程為: 接布、送布y 張力調整和糾偏y 塗膠黏劑y 烘幹膠黏劑( 烘箱) y 冷卻( 冷卻輥) y 收卷。塗膠工藝有刀塗和凹版印刷輥塗( 也叫網塗) 兩種。薄型產品的 70 d 布基采用刀塗, 彈絲牛津布和發泡革的 70 d 布基采用網塗, 210 d 以上的長絲織物則采用刀塗和網塗均可, 一般情況是 210~ 600 d 的長絲織物采用刀塗, 600 d 以上的長絲織物采用網塗。目前, 塗頭機的刀塗和網塗兩個功能都設計在1 個塗頭上, 可輪換工作。刀塗頭的塗刀是單斜麵的尖刀, 刀尖部製成半徑為 01 3~ 01 4 mm 的微小圓頭, 工作一定時間後刀尖變鈍後要修磨, 否則會增大耗膠量。刀具要用工具鋼或軸承鋼製造, 並經熱處理, 否則工作時間不長就會磨損。影響刀塗膠黏劑時耗膠量的因素有: 刀尖半徑越小、布基張力越大、布基的線速度越快、布基纖維的線密度越小、布基的織紋越密、膠黏劑的黏度越小、膠黏劑的固含量越低則耗膠量越小。網塗膠黏劑時, 隻有很小部分網紋輥浸在膠黏劑漿槽內, 布基緊貼在輥上麵包住一段輥麵, 網紋輥轉動時, 鋼片刮刀把輥筒表麵的膠黏劑全部刮掉, 隻剩下凹坑裏留有膠黏劑。工作時網紋輥車走向與布基的走向相同, 靠它們之間的速度差把膠黏劑塗到布基上。彈絲牛津布采用 40 目( 目數是指每英寸長度內的凹坑數) 的網紋輥塗膠, 發泡革的 70 d 滌絲紡布或尼絲紡布采用 100 目的網紋輥塗膠。網紋輥外徑為 5 190~ 220 佳。網紋輥的目數越小、網紋輥與布基速度差越大、膠黏劑的黏度越高、膠黏劑的固含量越高則網紋輥的塗膠量越大。一般布基耗膠量( 指原膠) 為: 牛津布類 30~ 40 g/m, 薄型布麵革的 70 d 布基類 8~ 20 g/m, 發泡革的 70 d 布基類4~ 6 g/m。布基塗膠黏劑後進入烘箱烘幹( 溶劑揮發) , 促使膠黏劑固化交聯。烘箱內有 2 組環形履帶式鏈條在固定烘箱內的縱向軌道裏連續不斷地循環運轉,每節鏈條上都裝有帶鋼針的針板, 布基的布邊被圓形鋼絲刷壓進鋼針, 這樣布基的門幅被牢牢固定, 不會因受熱而變窄。布基隨著鏈條在烘箱中往前運行, 出烘箱後布基自動被拉起從鋼針上脫下, 繞過冷卻輥後即收卷待用。烘箱內有通循環導熱油的散熱器, 導熱油由油鍋爐( 油鍋爐用煤或油加熱導熱油)提供, 散熱器上的風機可使熱風在烘箱內循環加熱。烘箱長度一般為 20 m, 每 4 m 為 1 個加熱單元, 溫度靠自動進油閥控製, 溫度精度可達 ? 2 e 。烘箱自進布至出布的溫度為: 120、140、160、160、140 e左右, 生產線速度為 40~ 70 m/min。烘箱內含有的溶劑蒸氣排出得越快, 膠黏劑固化交聯的速度也越快, 但這需要大量熱能, 致使能耗太大, 故膠黏劑的烘幹速度應適度地提高。烘箱內的排氣不能太慢或不排, 否則烘箱內的溶劑蒸氣會飽和。溶劑的閃點一般很低, 此時即使遇到微小火花( 甚至摩擦靜電)都會爆炸。塗好膠黏劑的布基可送壓延生產線與 PVC 層複合。在實際生產中, 塗好膠黏劑的布基與壓延工序複合的時間不可能剛好銜接, 針對此情況, 在膠黏劑配方中可不加入交聯促進劑( 但這會損失一些膠黏劑的粘接強度) , 使塗膠黏劑未徹底交聯, 延長徹底交聯的時間。這樣, 塗好膠黏劑的布基存放一段時間後再與 PVC 層複合對結合力的影響很小。交聯劑用量越多, 膠黏劑分子質量越大, 塗膠生產線烘幹能力越強, 塗膠布存放環境的溫度越高、濕度越低, 則存放的時間越短。一般情況下, 塗膠布存放1~ 2 天後與 PVC 複合的結合力仍較佳。實踐證明, 烘箱內溶劑完全揮發後的塗膠布與 PVC 的結合力較好。膠黏劑的發展趨勢是用水溶性 PU 膠黏劑替代溶劑型膠黏劑, 這樣既安全又環保。21 2 壓延複合工藝和設備21 21 1 PVC 材料和配方PVC 布麵革 PVC 層配方的兩大特點是: 使用PVC 回收料和填充劑含量較高, 根據其特點可大致分 3 類: ¹ 牛津革和滌綸紡革類, º 雨披革和服裝革類, » 發泡革類, 典型的配方見表 2。表 2 PVC 布麵革 PVC 層配方 份材料牛津革和滌絲紡革類阻燃牛津革¹ 雨披革類 發 泡革類PVC回收料 100 100 100 100普通輕質 CaCO3º 0~ 55 0 0~ 120 0重質 CaCO3 30~ 55 0 40~ 120 30~ 100活性氫氧化鋁 » 0 30~ 60 0 0Ca/ Zn 粉狀穩定劑 2 2 11 5 21 1~ 21 50DOP 0~ 10 0 20~ 35 3~ 10TCEP 0 5~ 8 0 0優泡劑 0 0 0 01 5~ 01 8硬脂酸 01 30~ 11 10 0~ 01 4 01 20~ 11 00 01 30~ 01 90ADC 0 0 0 31 2~ 41 2顏料 適量 適量 適量 適量¹ 阻燃牛津革可用於製作救災臨時房等;º 粒徑約為 25 Lm( 500 目) ;» 粒徑約為 10 Lm( 1 250 目) 。目前, 國內生產的 PVC布麵革的 PVC 層都是用回收料製作的, 有回收的廢舊膜( 如農用棚地膜, 家具和各種實用品、工業品的包裝膜) 、產品的邊角料和殘次品( 如玩具膜、文具膜、家具貼膜和進口的各種膜製品的邊角料) 及鞋底生產過程中的下腳料等。這些回收料除農用棚地膜是使用過的舊料外, 其餘都是新料。有專門的廠家整理、清洗、破碎、歸類、稱重和包裝這些回收料, 提供給生產人造革的廠家。設計 PVC 布麵革 PVC 層的配方時: ¹ 分析確定回收料中的 PVC 樹脂、增塑劑、填充劑等的含量,º 根據布麵革產品不同的特點選擇使用回收料。采用大棚膜生產牛津革和發泡革的效果都很好, 其中發泡革產品挺中有軟, 很適合作箱包類產品用革。盡管鞋底回收料在所有回收料中發泡的泡孔質量較好( 可能是其中含有 EVA- CO 或 NBR等彈性體的緣故) , 但生產的發泡革軟而不挺, 適合生產雨披革、服裝革等。常用的回收料往往無法長期穩定供應, 同時為了兼顧某些性能, 有時還要選擇兩種回收料搭配使用。根據布基的顏色選擇近似顏色的回收料, 有時還要再加顏料進行調色。PVC 布麵革的生產是根據訂單的要求, 需要先在實驗室試生產, 厚度、發泡倍率、烘箱溫度、受熱時間等與正式生產時的工藝條件相同, 否則手感、硬度、顏色等指標會有差異。生產 PVC 布麵革使用的是回收料, 在正式生產時還有可能出現問題, 需及時調整工藝參數。21 21 2 壓延複合工藝( 1) 壓延複合工藝流程。原輔材料攪拌( 高速攪拌機) y 初塑化( 密煉機)y塑化( 開煉機) y 過濾雜質( 過濾機) y 壓延成膜( 壓延機) y與布基複合( 複合機, 也是壓花機) y 冷卻( 冷卻輥) y卷取( 自動收卷機) 。( 2) 高速攪拌機和密煉機的操作工藝。先把填充劑、潤滑劑加入高速攪拌機內, 待料溫達到 75 e 以上時加入增塑劑, 出料溫度控製在100~ 130 e 。PVC 回收料、發泡劑、優泡劑、穩定劑和顏料( 顏料是自行研磨的顏料與 DOP 的混合漿或外購的色餅) 的投料順序是: 先加入 50% PVC回收料、穩定劑、優泡劑和經高速攪拌機攪拌的助劑, 然後再加入 50% PVC 回收料, 密煉工作即將完成前壓錘提起加入發泡劑, 再密煉 10 s 左右放料。密煉時間一般為 90~ 180 s, 發泡的、增塑劑含量較高的、填充劑含量較低的共混料的密煉時間要短些。工作時, 高速攪拌機和密煉機都不需要另外加熱, 靠摩擦和剪切加熱即可。( 3) 開煉機的操作工藝。輥筒溫度為 145~ 155 e 。生產發泡製品時,ADC 發泡劑是在密煉過程中後加入的, 其浮在密煉室上部, 沒與 PVC 回收料混合均勻, 故開煉機操作要勤翻、多翻。生產發泡製品時第 1 台開煉機操作要有 2~ 3 次/ 大翻0 ( 物料跟著輥筒旋轉時, 用手把物料盤在輥筒的外側麵, 待輥縫中無存料時再把打成大卷的料推到輥縫中間) , 使發泡劑和其他助劑在 PVC 回收料中分散均勻, 否則會嚴重影響製品泡孔質量。( 4) 過濾機操作工藝。過濾機是一種特殊結構的單螺杆擠出機, 螺杆等深不等距, 長徑比隻有 6, 壓縮比很小, 故過濾機不起塑化作用, 隻起過濾作用, 不會預發泡。料筒用導熱油加熱, 溫度均勻, 加熱溫度為 150~ 175 e , 生產發泡製品時取較小值。機頭是雙機頭, 便於換網,交替工作。機頭用鉸鏈連接在機身的法蘭上, 利用液壓鎖定機頭, 操作很方便。機頭內裝有不鏽鋼過濾板, 過濾板前麵安裝 3 層不鏽鋼網, 兩邊的不鏽鋼網孔徑為 0. 701~ 0. 833 mm( 20~ 24 目) , 中間的不鏽鋼網孔徑為 0. 245 mm( 60 目) 。不鏽鋼過濾網一般每 30 min 就要更換, 不要等過濾網被衝破後再更換, 具體更換過濾網的時間是依據主機電動機的電流變化和實際經驗。( 5) 壓延機的操作工藝。壓延機的操作工藝見表 3。壓延輥的進料輥輥溫較高, 出膜輥輥溫較低。在生產發泡革的過程中,壓延成膜時的 PVC 層不能預發泡( 即使少量發泡也不行) , 否則移至發泡生產線時會不發泡, 產生次品。高填充劑含量的 PVC 層在壓延機上操作難度較高,其發泡膜更難, 隻能在很窄的工藝範圍內操作。溫度稍高, 物料就預發泡; 溫度稍低, Ò輥、Ó輥的輥縫和 Ó輥、Ô輥的輥縫中的物料就會掉料, 使之無法成膜, 此時需要調整輥速和輥筒之間的速度差。