基于提高皮革利用率與品質(zhì)的綠色涂飾技術(shù)

韋永紅

（1.福建省皮革綠色設(shè)計(jì)與制造重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建晉江 362271；2.興業(yè)皮革科技股份有限公司國(guó)家企業(yè)技術(shù)中心，福建晉江 362261）

前言

近些年來(lái)，國(guó)家環(huán)保政策日趨嚴(yán)格，社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求也越來(lái)越高，制革行業(yè)要與時(shí)俱進(jìn)，研發(fā)對(duì)環(huán)境友好、少污染、零排放的新工藝新技術(shù)，走可持續(xù)發(fā)展道路是行業(yè)發(fā)展的必然選擇[1-3]。同時(shí)，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)，尤其是各大鞋企、包袋廠家對(duì)皮革成品的利用率與品質(zhì)要求也越來(lái)越高，既要求利用率達(dá)到90%以上，皮性綿泡手感好，涂飾要輕薄通透，表面觸摸細(xì)膩嫩滑，還要求耐干、濕擦、耐磨耗等性能優(yōu)越。為達(dá)到國(guó)家環(huán)保政策的要求，適應(yīng)市場(chǎng)需求的變化，結(jié)合客戶對(duì)品質(zhì)要求的反饋，開展有針對(duì)性的涂飾工藝技術(shù)研究是企業(yè)生存與發(fā)展所需。在充分總結(jié)分析前期工作及市場(chǎng)調(diào)研基礎(chǔ)上[4、5]，結(jié)合本公司工藝技術(shù)與產(chǎn)品特點(diǎn)，分別從工藝流程設(shè)計(jì)、涂飾化料評(píng)價(jià)、工藝配方設(shè)計(jì)三方面進(jìn)行研究，選用對(duì)環(huán)境友好的水性化料，經(jīng)過(guò)對(duì)比試驗(yàn)及優(yōu)化組合，建立基于提高利用率與品質(zhì)的綠色涂飾技術(shù)體系。

1 涂飾工藝流程設(shè)計(jì)

涂飾工段的工藝流程：坯革摔軟→繃板→預(yù)底涂→熨燙→底涂→隔離層→壓板→中涂→熨燙→頂涂→熨燙→靜置→摔軟→振蕩拉軟→熨燙→手感→成品。

工藝關(guān)鍵點(diǎn)：

（1）預(yù)底涂采用補(bǔ)傷、發(fā)泡、填充、油蠟混合物作預(yù)底涂，改善皮性肉感，遮蓋坯革粒面?zhèn)麣垼档团鞲锼擅媛剩瑥亩纳瞥筛锲焚|(zhì)，提高成革利用率。

（2）底涂時(shí)軟性成膜樹脂、顏料膏比例較大，同時(shí)加入適量消光填料和蠟乳液助劑，形成的涂層占整個(gè)涂層厚度的約70%；中涂時(shí)中等軟硬度成膜樹脂比例較大，適當(dāng)加入一些自交聯(lián)型成膜樹脂；顏料膏、助劑比例較少，形成的涂層占整個(gè)涂層厚度的約20%～25%；頂涂時(shí)硬性、高亮度、抗水性良好的成膜樹脂比例較大，不添加顏料膏，適當(dāng)加入交聯(lián)劑、手感劑，形成的涂層占整個(gè)涂層厚度的約5%～10%。

2 涂飾化工材料性能評(píng)價(jià)

研發(fā)此工藝的初衷是綠色涂飾技術(shù)，故所選化料都是對(duì)環(huán)境友好的水性環(huán)保材料，對(duì)非水性（溶劑型）化料不做討論。在此主要研究了涂飾劑組分中成膜樹脂，包括復(fù)合樹脂乳液、丙烯酸樹脂乳液、聚氨酯樹脂乳液的滲透性、流平性、遮蓋性與涂飾助劑，包括酪素、硝化棉光亮劑、油蠟混合乳液、補(bǔ)傷膏、填料的光澤度、封閉性、遮蓋性、離板性等性能，結(jié)果如表1、表2 所示。

表1 成膜樹脂性能比較

表2 涂飾助劑性能比較

通過(guò)選擇滋潤(rùn)性、封閉性好的油蠟混合物和遮蓋性、定型性優(yōu)異的丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、涂飾助劑等關(guān)鍵材料，設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)耐匡椆に嚰捌渑涮撞僮髁鞒蹋M(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)及優(yōu)化組合，要求成品革達(dá)到皮性綿泡感好、表面細(xì)膩嫩滑、利用率高的目標(biāo)。

3 涂飾工藝及配方設(shè)計(jì)

3.1 預(yù)底涂工藝

3.1.1 填充工藝

為改善坯革松面情況，同時(shí)提高粒面層強(qiáng)度，采用輥涂或刷涂的方法對(duì)粒面松弛的坯革進(jìn)行干填充。干填充分為全粒面革填充和修面革填充，分別設(shè)計(jì)工藝，其材料配方如表3 所示。

表3 填充（工藝）材料配方

表3 中FGR 為小分子丙烯酸樹脂，成膜薄、軟、滲透性好，可滲透至粒面層與網(wǎng)狀層的交界處，加強(qiáng)粒面層與網(wǎng)狀層的連接，大幅度改善坯革褶痕（粗紋、細(xì)紋）；A-719 為大分子丙烯酸樹脂，成膜比FGR 硬，A-719 與FGR 以一定比例搭配使用，可滲透至網(wǎng)狀層的1/3 處，大幅度改善坯革松面情況。

3.1.2 補(bǔ)傷工藝

為遮蓋坯革粒面?zhèn)麣垼岣叱筛锢寐剩捎命c(diǎn)補(bǔ)或刷補(bǔ)的方法對(duì)粒面較差的坯革進(jìn)行補(bǔ)傷。分別設(shè)計(jì)全粒面革補(bǔ)傷和修面革補(bǔ)傷工藝，材料配方見表4。

表4 補(bǔ)傷材料配方

表4 中STUCCO 8184 為油、蠟、填料、聚合物復(fù)配形成的補(bǔ)傷膏，STUCCO 8185 為油、蠟復(fù)配形成的補(bǔ)傷膏，二者以一定比例搭配用于全粒面革的補(bǔ)傷，形成的涂層具有良好的遮蓋性、封閉性，拋光性，而且不會(huì)影響后續(xù)涂飾材料的滲透；STUCCO 9036 為聚丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂和無(wú)機(jī)填料復(fù)配形成的補(bǔ)傷膏，采用點(diǎn)補(bǔ)的方式用于修面革補(bǔ)傷，遮蓋性優(yōu)異。為了不影響后續(xù)涂飾材料的滲透，全粒面補(bǔ)傷之后要靜置6-8 個(gè)小時(shí)，然后拋光；修面革補(bǔ)傷后掛晾烘干，然后磨革。

3.1.3 發(fā)泡工藝

除補(bǔ)傷外還可對(duì)粒面較差的坯革進(jìn)行發(fā)泡涂飾，根據(jù)坯革粒面的傷殘程度合理設(shè)計(jì)發(fā)泡工藝，發(fā)泡程度主要取決于發(fā)泡樹脂用量以及發(fā)泡的溫度和壓力，配方如表5 所示。

表5 發(fā)泡工藝配方

采用噴涂、輥涂或刷涂的方式把發(fā)泡涂飾材料涂覆于坯革表面，經(jīng)高溫熨燙或壓板（125℃～140℃），使發(fā)泡樹脂發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，釋放出低分子氣態(tài)物質(zhì)，在坯革表面形成細(xì)小而均勻的氣泡，具有優(yōu)異的遮殘效果。

3.1.4 油蠟預(yù)底涂工藝

油蠟預(yù)底涂的作用：①改善皮性肉感，賦予滋潤(rùn)、綿泡的手感；②封閉粒面，阻止后續(xù)涂飾化料的過(guò)多滲透，減少涂飾化料總用量；③遮蓋傷殘且不影響后續(xù)涂層的粘合。分別設(shè)計(jì)全粒面革油蠟預(yù)底涂工藝和修面革油蠟預(yù)底涂工藝，詳見表6。

表6 油蠟預(yù)底涂工藝

油蠟預(yù)底涂層可以用噴涂、滾涂、刷涂，涂布量8-10g/SF，50℃烘干或自然晾干，靜置4-6 小時(shí)，熨燙100-110℃/20-30Kg，接著進(jìn)行后續(xù)涂飾。

3.2 底涂工藝

底涂涂飾劑組分中軟性成膜樹脂、顏料膏比例較大，同時(shí)加入適量消光劑或蠟乳液助劑，涂層粘著力、遮蓋力強(qiáng)，且具有與革面一致的延伸性和耐折強(qiáng)度，配方如表7 所示。

表7 底涂工藝配方

3.3 中涂工藝

中涂涂飾劑組分中成膜樹脂軟硬度適中，可適當(dāng)加入自交聯(lián)型成膜樹脂，且顏料膏、助劑比例較少，涂層強(qiáng)度高，具有耐熨燙、耐摩擦、耐磨耗等性能，材料如表8 所示。

表8 中涂材料配方

3.4 隔離層（或保護(hù)層）涂飾工藝

涂層噴飾過(guò)程不是一次性完成的，期間會(huì)穿插壓花、熨燙、振蕩拉軟、摔軟等機(jī)械操作，施加隔離層目的在于保護(hù)經(jīng)底涂或中涂形成的涂層不被后續(xù)機(jī)械操作污染或破壞，其材料如表9 所示。

表9 隔離層配方

硝化棉光亮劑通常用于隔離層涂飾，具有適度的光澤、舒適的手感、良好的物性（如耐干/濕擦等），WL-8119 屬于高光型硝化棉乳液、Finish M 屬于消光型硝化棉乳液，二者以不同的比例組合可賦予皮革不同的光澤度。

3.5 頂涂工藝

頂涂涂飾劑中硬性、高亮度、抗水性良好的成膜樹脂比例較大，不添加顏料膏，適當(dāng)加入交聯(lián)劑、手感劑，涂層耐碰擦、耐擠壓、耐彎曲，具有較高的物理機(jī)械強(qiáng)度及耐干/濕擦、耐水、耐有機(jī)溶劑等性能，其工藝配方如表10 所示。

表10 頂涂工藝配方

WT-42-518 是高光型聚氨酯乳液、WT-43-985 是消光型聚氨酯乳液，二者以不同的比例組合可賦予皮革不同的光澤度。

3.6 手感層涂飾工藝

手感是指用手觸摸皮革表面或革身所產(chǎn)生的舒適感。一般來(lái)說(shuō)，手感可分為滑爽感、細(xì)膩感、蠟感、油潤(rùn)感、絲光感、真皮感以及復(fù)合型手感等，工藝配方如表11 所示。

表11 手感層涂飾配方

4 產(chǎn)品性能檢測(cè)

采用本工藝生產(chǎn)的成品皮革其性能檢測(cè)結(jié)果如表12 所示。

表12 皮革產(chǎn)品性能檢測(cè)結(jié)果

結(jié)論

涂飾的目的是要達(dá)到改善皮性肉感，提高成革外觀品質(zhì)，滿足市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品顏色、手感、光澤的不同要求；遮蓋革身缺陷，修正粒面瑕疵，提高成革利用率；提高成革物理機(jī)械性能，賦予成革更高的使用價(jià)值。通過(guò)一系列的工藝研究，最終形成的工藝很好地達(dá)成了以上目標(biāo)。

（1）采用本工藝開發(fā)的黃牛鞋面革物理機(jī)械性能滿足行業(yè)QB/T 1873-2010 的標(biāo)準(zhǔn)；

（2）采用本工藝生產(chǎn)的皮革成品利用率高，表面細(xì)膩嫩滑，皮性綿泡感好，耐干、濕擦性能達(dá)到4-5 級(jí)，耐磨耗性能達(dá)到4-5 級(jí)。成品革品質(zhì)等級(jí)明顯提升1-2 個(gè)等級(jí)，其主要貢獻(xiàn)來(lái)自于產(chǎn)品利用率的提高。