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)計與制造重點實驗室，福建晉江 362271；2.興業(yè)皮革科技股份有限公司國家企業(yè)技術(shù)中心，福建晉江 362261）

前言

近些年來，國家環(huán)保政策日趨嚴格，社會對環(huán)境保護的要求也越來越高，制革行業(yè)要與時俱進，研發(fā)對環(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，國內(nèi)外市場，尤其是各大鞋企、包袋廠家對皮革成品的利用率與品質(zhì)要求也越來越高，既要求利用率達到90%以上，皮性綿泡手感好，涂飾要輕薄通透，表面觸摸細膩嫩滑，還要求耐干、濕擦、耐磨耗等性能優(yōu)越。為達到國家環(huán)保政策的要求，適應(yīng)市場需求的變化，結(jié)合客戶對品質(zhì)要求的反饋，開展有針對性的涂飾工藝技術(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，分別從工藝流程設(shè)計、涂飾化料評價、工藝配方設(shè)計三方面進行研究，選用對環(huán)境友好的水性化料，經(jīng)過對比試驗及優(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

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：

（1）預(yù)底涂采用補傷、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?，降低坯革松面率，從而改善成革品質(zhì)，提高成革利用率。

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

2 涂飾化工材料性能評價

研發(fā)此工藝的初衷是綠色涂飾技術(shù)，故所選化料都是對環(huán)境友好的水性環(huán)保材料，對非水性（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

通過選擇滋潤性、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)計恰當?shù)耐匡椆に嚰捌渑涮撞僮髁鞒?，進行對比試驗及優(yōu)化組合，要求成品革達到皮性綿泡感好、表面細膩嫩滑、利用率高的目標。

3 涂飾工藝及配方設(shè)計

3.1 預(yù)底涂工藝

3.1.1 填充工藝

為改善坯革松面情況，同時提高粒面層強度，采用輥涂或刷涂的方法對粒面松弛的坯革進行干填充。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，加強粒面層與網(wǎng)狀層的連接，大幅度改善坯革褶痕（粗紋、細紋）；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 補傷工藝

為遮蓋坯革粒面?zhèn)麣?，提高成革利用率，采用點補或刷補的方法對粒面較差的坯革進行補傷。分別設(shè)計全粒面革補傷和修面革補傷工藝，材料配方見表4。

表4 補傷材料配方

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

3.1.3 發(fā)泡工藝

除補傷外還可對粒面較差的坯革進行發(fā)泡涂飾，根據(jù)坯革粒面的傷殘程度合理設(shè)計發(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)生化學反應(yīng)，釋放出低分子氣態(tài)物質(zhì)，在坯革表面形成細小而均勻的氣泡，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、綿泡的手感；②封閉粒面，阻止后續(xù)涂飾化料的過多滲透，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，熨燙100-110℃/20-30Kg，接著進行后續(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，同時加入適量消光劑或蠟乳液助劑，涂層粘著力、遮蓋力強，且具有與革面一致的延伸性和耐折強度，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，可適當加入自交聯(lián)型成膜樹脂，且顏料膏、助劑比例較少，涂層強度高，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（或保護層）涂飾工藝

涂層噴飾過程不是一次性完成的，期間會穿插壓花、熨燙、振蕩拉軟、摔軟等機械操作，施加隔離層目的在于保護經(jīng)底涂或中涂形成的涂層不被后續(xù)機械操作污染或破壞，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，具有較高的物理機械強度及耐干/濕擦、耐水、耐有機溶劑等性能，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。一般來說，手感可分為滑爽感、細膩感、蠟感、油潤感、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

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

表12 皮革產(chǎn)品性能檢測結(jié)果

結(jié)論

涂飾的目的是要達到改善皮性肉感，提高成革外觀品質(zhì)，滿足市場對產(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；提高成革物理機械性能，賦予成革更高的使用價值。通過一系列的工藝研究，最終形成的工藝很好地達成了以上目標。

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

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