聚氨酯人造革合成革工艺学

合成革工程系聚氨酯人造革合成革工艺学主讲教师：马兴元教授博士合成革工程系主要内容概论涂布方法与技术湿法贝斯技术与工艺表面修饰与后整理无溶剂聚氨酯合成革成型技术与原理干法贴面技术与工艺水性聚氨酯合成革热塑性聚氨酯合成革合成革工程系第一章概论合成革工程系第一章概论合成革工程系第一章概论1、人造革合成革产品人造革合成革是模拟皮革的组织构造和使用性能，并可作为皮革代用品的复合材料。通常以纺织布与非织造布模拟皮革的网状层，以微孔高分子涂层模拟皮革的粒面层，从产品结构上来分主要有人造革、合成革和超细纤维合成革三类。一、几个基本概念合成革工程系第一章概述2、什么是人造革？在通常的分类方法中，人造革是指在机织(或针织)底布上涂覆高分子浆料制成的仿皮革材料，多数以聚氯乙烯(PVC)作为涂层剂，俗称“PVC”人造革。如果以聚氨酯为涂层剂则成为“PU”人造革。一、几个基本概念合成革工程系第一章概述3、什么是合成革？在通常的分类方法中，合成革是以非织造布为基材，经过浸渍高分子材料和涂层整理而制成的仿皮革材料，多数以聚氨酯（PU）作为浸渍材料和涂层剂，俗称“PU”合成革。一、几个基本概念合成革工程系第一章概述4、什么是超细纤维合成革？超细纤维合成革是以超细纤维非织造布为基材，浸渍聚氨酯后形成超细纤维合成革基布，涂布以高分子成膜剂为主的涂层剂，制成的一种仿皮革材料。一、几个基本概念合成革工程系二、人造革合成革制造的技术体系人造革与合成革制造技术是在非织造技术的基础之上，融合了纺织、造纸、皮革和塑料四大柔性材料加工技术，并逐步形成独立技术体系的复合材料制造技术。①合成革制造技术的主体是非织造布的加工和合成革涂层技术。②目前普通合成革的主要技术开发手段是合成革涂层技术。第一章概述合成革工程系三、人造革合成革的基本结构人造革合成革的最基本的机构包括底布和涂层两个部分。针对不同的产品，其结构变化较大。基本的结构形式有以下几种：第一章概述合成革工程系四、人造革合成革的其它分类与结构以台湾地区为例，对于产品的分类如下：第一章概述分类天然皮革模拟皮（假皮）合成皮人造皮仿真皮特性以天然动物皮为原料加工而成。仅仅表面外观近似于天然皮革。表面外观和使用性能近似于天然皮革。表面外观、使用性能和加工性能都近似天然皮革（有微孔结构）表面和微观结构、使用和加工性能都近似于天然皮革结构组成天然胶原纤维三维交织组成网状结构。表面层：硝化棉清漆或PVC。支持体：纺织布。表面层：聚酰胺、PVC、聚氨酯。支持体：纺织布或经树脂固定的非织造布。表面层：聚氨酯（有微孔结构）支持体：含有聚氨酯的非织造布。表面层：聚氨酯支持体：含有聚氨酯的超细纤维非织造布（也称为贝斯)。制造方法动物皮经过制革过程而成。棉布或其它纺织布经PVC或其它树脂涂饰而成。模拟皮的改良，在各种纺织布上经聚氨酯或聚酰胺涂饰而成。非织造布经过聚氨酯浸渍形成多孔的结构。超细纤维非织造布经过浸渍聚氨酯形成多孔的结构。合成革工程系第一章概述五、人造革与合成革常用的底布基布类型机织布针织布无纺布超细纤维无纺布层压织物主要分类平纹织物斜纹织物缎纹织物经编织物纬编织物针刺无纺布水刺无纺布纺粘无纺布非定岛定岛裂片粘合剂层压热熔层压焰熔层压主要用途人造革人造革合成革超细纤维合成革其它1.基布的类型与用途合成革工程系第一章概述五、人造革与合成革常用的底布3.常用起毛布的选用品名＃7040＃3010＃3245＃4446用途鞋用鞋用箱包服装组织70*40；20/1TR，20/4TR43*94；30/2C，10/1C43*55；30/2C，20/2C44*46；20/1C，20/2C厚度1.5±0.101.05±0.100.8±0.100.7±0.10抗张强度kg/3cm直61252520横35351520伸长率%直35678横31252525撕裂强度Kgs直5.03.52.82.1横7.33.03.02.0合成革工程系第一章概述五、人造革与合成革常用的底布3.合成革和超纤革用非织造布合成革工程系第一章概述五、人造革与合成革常用的底布3.合成革和超纤革用非织造布合成革工程系第一章概述1、按照涂层成膜方式分类主要分为湿法凝固涂层、干法凝固涂层和塑化成型涂层六、人造革与合成革涂层的分类合成革工程系第一章概述2、按照涂层剂的性状分类主要分为溶剂型涂层、水性涂层和热熔涂层。六、人造革与合成革涂层的分类合成革工程系第一章概述3、按照主体成膜剂分类主要分为聚氨酯（PU）涂层、聚氯乙烯（PVC）涂层、丙烯酸树脂（PA）涂层、聚酰胺涂层、硝化棉清漆涂层等。六、合成革涂层的分类合成革工程系第一章概述4、按照涂层的功能分类主要分为皮膜涂层、阻燃涂层、防水涂层、抗紫外线涂层等。六、人造革与合成革涂层的分类彩色纳帕革彩色软面革鼓软纳帕革各种天然皮革的外观合成革工程系第一章概述4、按照涂层的功能分类主要分为皮膜涂层、阻燃涂层、防水涂层、抗紫外线涂层等。六、人造革与合成革涂层的分类阻燃涂层防水涂层防紫外线涂层各种功能涂层的外观合成革工程系第一章概述七、人造革合成革涂层的要求人造革合成革涂层物理机械性能抗张强度撕裂强度耐磨强度拉伸长度工艺加工性能粘合性能流平性能机剥性能成型性能成品使用性能外观手感卫生性能安全指标防霉阻燃化学性能指标大容纳能力耐水解能力耐溶剂能力耐老化能力合成革工程系第一章概述八、人造革合成革涂层的作用提高使用性能增加花色品种塑造产品外观合成革工程系第一章概述1、第一代产品为聚氯乙烯人造革（1）15世纪末哥伦布发现美洲新大陆时，当地印第安人将橡胶树的天然胶乳涂在布上作为防雨布。（2）18世纪末，英国发明了用橡胶胶乳制造防雨布和人造革的方法并用硫磺硫化橡胶的方法，改善了性能。（3）到了20世纪初，欧美出现了聚氯乙烯防水布；前苏联已用聚氯乙烯覆层的人造革制作女凉鞋和便鞋，逐步成为皮革的代用品。（4）在我国,最早的人造革是40年代的上海漆布生产合作社生产的硝化纤维漆布，大约在1958年上海塑料制品一厂研制出人造革。（5）在20世纪60年，聚氨酯人造革在世界范围内获得成功。九、人造革合成革产业的发展历史合成革工程系第一章概述2、第二代产品为聚氨酯合成革（1）1964年，美国杜邦公司最先制成商品名为柯芬的合成革。（2）1965年日本可乐丽公司研制成2层结构的合成革。（3）20世纪80年代,合成革已有许多品种。（4）进入20世纪90年代，超功能合成革飞速发展。九、人造革合成革产业的发展历史合成革工程系第一章概述3、第三代产品为超细纤维合成革（1）20世纪60年代末70年代初开始在日本商业化生产。（2）此后美国、英国、德国、东欧、前苏联也相继加入开发行列。（3）我国于1983年烟台合成革总厂在引进技术并发展。九、人造革合成革产业的发展历史合成革工程系第一章概述1、油纸、油布和橡胶布阶段十、人造革合成革产品的发展与类型油纸：1615年-日本人-油脂涂布于纸上-干燥缩揉-光面仿皮革纸。油布：苏格兰渔民-亚麻仁油涂布于布-防水材料-1754年美国工业化。橡胶布：15世纪-印第安人-橡胶乳涂于布上-防雨布-1823年英国工业化中国：2000年前-西周的古墓-黑漆纱帽-桐油布-黄油布雨伞涂料的应用与涂层布合成革工程系第一章概述2、硝化棉人造革阶段十、人造革合成革产品的发展与类型大约1855年，英国的LewisCornides得到了硝化棉人造革的专利。1900年英国及美国先后完成了工业化。日本于数年后（明治38年、1905）设立了硝化棉人造革生产公司。中国：40年代的上海漆布生产合作社生产的硝化纤维漆布。仿革产品的雏形合成革工程系第一章概述3、聚氯乙烯（PVC）人造革阶段十、人造革合成革产品的发展与类型约1930年美国、德国已经工业化。1958年日本开发了Carlender机，制造PVC发泡塑胶革。PVC人造革皮膜坚韧，在汽车、包袋上应用很多。不耐老化，不透气。中国：在1958年上海塑料制品一厂研制出人造革。人造革工业化的开始合成革工程系第一章概述4、聚酰胺（Nylon）人造革阶段十、人造革合成革产品的发展与类型日本与1959年工业化生产。透湿性和外观和天然皮革非常相似。曲挠度和弹性很差。不耐刮差，容易产生机械擦伤。人造革工业化的开始合成革工程系第一章概述5、半PVC(半PU)人造革阶段十、人造革合成革产品的发展与类型1955年盛行于德国-PVC发泡层表面涂覆其它树脂-改善外观和手感。日本于1960年开发完成。基本性能类似与PVC人造革，手感和外观类似与PU革。不耐刮差，容易产生机械擦伤。人造革工业化的开始合成革工程系第一章概述6、氨基酸树脂人造革阶段十、人造革合成革产品的发展与类型氨基酸树脂具有类似于蛋白质的结构。产品具有优良的透湿性、触感、耐热性、耐候性。弹性和抗张强度差，制鞋时粘合加工困难。使用的溶剂三氯乙烯或二氯乙烯有毒。价格昂贵，没有普遍使用。合成革工程系第一章概述7、聚氨酯（PU）人造革阶段十、人造革合成革产品的发展与类型1953年由西德取得了干法PU革的专利。日本在1963年（昭和37年）使用Bayer公司的专利研发。日本引进英国I.C.I.公司的技术制造PU人造革。分为干法和湿法技术。人造革技术的一次飞越合成革工程系第一章概述8、聚氨酯（PU）合成革阶段十、人造革合成革产品的发展与类型采用PU涂层。利用非织造布（无纺布）作为基布。技术又涂层开始转向基布。产品由外观仿真向内在质量转变。合成革技术的转型合成革工程系第一章概述9、超细纤维合成革阶段十、人造革合成革产品的发展与类型采用超细纤维非织造布。采用湿法浸渍和干法贴面工艺。产品外观、微观结构、使用性能靠近天然皮革。部分性能超越天然皮革-在运动鞋和球类制造占据绝对优势。合成革技术走向巅峰合成革工程系第一章概述为什么PU比PVC性能优越？十、人造革合成革产品的发展与类型2OCNRNCOHOOHOCNRNHCOOCHNRNCOOO材料问题吗？/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\合成革工程系第一章概述十一、我国人造革合成革行业的概况1.我国人造革合成革企业状况2011年按照国家统计局数据显示：（1）规模以上企业（新的划分标准为年销售收入2000万以上企业）495家，增长9.57%；（2）规模以上企业工业总产值925.35亿元，增长29.56%；（3）规模以上企业利税总额69.85亿元，增长32.12%；（4）规模以上企业利润总额47.86亿元，增长36.15%；（5）直接从事人造革合成革行业的企业已经超过4000家。合成革工程系第一章概述十一、我国人造革合成革行业的概况2.我国人造革合成革的产量统计据国家统计局统计规模以上企业：2010年全国人造革合成革总体产量为218.9万吨。合39亿平方米（28.5亿米，1.37米门幅），其中PVC人造革13.5平方米，PU合成革24.3亿平方米。单条生产线产能年均产量约为113万米，日产3-4万米。据中国人造革合成革网的调查统计，2010年全国PU合成革生产线统计为1575条（湿法线+干法线），同比2009年增长17%。200多条PVC压延生产线。30多条超细纤维合成革生产线。合成革工程系第一章概述十一、我国人造革合成革行业的概况3.我国人造革合成革的产业格局（2010年）浙江57.1%福建22%江苏8.0%广东5.8%安徽2.3%其它4.7%合成革工程系第一章概述十一、我国人造革合成革行业的概况4.我国人造革合成革的消费比例（2010年）鞋革45%服装革20%沙发革10%箱包革15%其它10%合成革工程系第一章概述十一、我国人造革合成革行业的概况5.我国人造革合成革发展趋势（1）产业局域化发展10个主要聚集区：温州、福鼎、临海、南平、义