座椅皮革生產工藝介紹與氣味改善的研究

摘 要:主要介紹了汽車座椅用 PVC 人造革、真皮、PU 合成革、超纖革的生產工藝流程,分析了皮革在 生產過程中氣味產生的來源,從原材料替代、工藝改進等方面闡明瞭皮革實現低氣味的途徑和方法, 為綠色、環保皮革的生產與整車廠的低氣味皮革開發提供實踐指導作用。

關鍵詞:真皮;PVC 革;PU 革;超纖革;低氣味

1 座椅皮革概述

隨著人民生活水平的提高和汽車工業的發展, 汽車皮革裝飾越來越多, 人們在追求汽車形狀和動力的同時,也越來越關注汽車內飾的功能和美感,以及更加關注內飾材料的氣息、環保,綠色的汽車內飾皮革產品也因此成為汽車內飾皮革生產商競相關注的重點。

在中國,以紡織或針織材料為底基、聚氯乙烯樹脂為塗層的仿革製品稱為 PVC 人造革。以聚氨酯(PU)樹脂為原料生產的革稱為 PU 合成革。以超細纖維無紡布與 PU 為基礎的稱為超細纖維合成革(簡稱超纖革)。真皮則是由動物天然毛皮製作的產品,一般使用牛皮,毛孔呈圓形,毛孔小,透氣性好,手感堅實而富有彈性。

本文就 PVC 人造革、PU合成革、超纖革、真皮生產工藝流程及氣味產生原因及改善方法進行闡述,為整車廠開發綠色、環保、低氣味的座椅的皮革具有重要指導意義。

2 皮革生產工藝介紹

2.1 PVC 人造革生產工藝介紹

座椅皮革生產工藝介紹與氣味改善的研究

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PVC 人造革主要由 PVC 樹脂、增塑劑、穩定劑、顏料、填充材料組成,PVC 人造革電鏡圖見圖 1。PVC 人造革的生產方法有塗布法、壓延法兩種。

塗布法按配方將面膜層、發泡層和黏合層配好, 面膜層糊料塗刮於所要求的紋理的離型紙上, 烘乾後塗上發泡層後再塗上黏合層,然後貼針織布,使其塑化發泡。生產工藝流程圖見圖 2。

壓延法先用乳液法 PVC 樹脂加增塑劑等造糊後用輥塗的方法在基布上進行上糊處理。基布乾燥凝膠後同聚氯乙烯壓延膜進行一次或多次熱複合, 經塑化烘箱進一步塑化併發泡後壓花, 最後在進行革表面處理等工藝製成。生產工藝流程圖見圖 3。

2.2 真皮生產工藝介紹

真皮是一般是指牛皮經過加工處理的成品。真皮的生產工藝如下:動物原皮→浸灰去肉→鞣製 → 片 皮 → 復 蹂 → 振 蕩 → 壓花→塗飾→手工裁剪。生產工藝見圖 4。

浸灰去肉主要是去毛,去肉和其它部分防腐蝕作用。鞣製是為了去除纖維為復鞣做準備,皮革的鞣製就是用鞣質對皮內的蛋白質進行化學和物理加工。它通過一系列工藝,並採用一些化學藥劑,使動物生皮內的蛋白質發生一系列變化,使膠原蛋白髮生變性作用。鞣製後的皮革柔軟不容易腐敗變質,片皮是將牛皮按照厚度切成全粒面(頭層皮)與二層皮,復鞣是在大的轉鼓中使用化料與油乳液來給牛皮上色,近似最終效果的顏色。振盪通過拍松乾燥的纖維使皮革變得柔軟。壓花把某種紋理圖案壓到皮革表面。塗飾把最終的顏色噴到皮上,增加彈性和耐磨性,保護真皮免受紫外線的輻射,不易磨損。最後基於對汽車部件質量和標準的要求或者項目的產量,對真皮進行手工切割。

2.3 PU 合成革生產工藝介紹

聚氨酯合成革是指以機織布為底基,由聚氨酯樹脂(PU )和助劑製成的混合漿料塗敷造面而成。從生產工藝上講,主要有溼法和幹法兩種工藝。

幹法 PU 合成革生產工藝一般以離型紙為載體, 將聚氨酯樹脂漿料塗刮在離型紙上,進入烘箱分段加溫使漿料中的溶劑揮發形成 PU 聚氨酯緻密層, 經乾燥冷卻後塗覆粘合劑, 利用基布貼合裝置將基布與緻密層複合,再經過乾燥冷卻後, 將合成革與離型紙分別成卷分離溼式 PU 革生產工藝一般是將聚氨酯樹脂、D M F 溶劑、填料、著色劑製成混合溶液,經真空機脫泡後,浸漬或塗覆於基布上,利用水和二甲基甲酰胺 (D M F)互溶,相互擴散的原理,然後放入凝固浴(一般是 D M F 和水的混合液)中置換 D M F 溶劑,再通過水洗、烘乾,使附著於基布上的樹脂凝結固化成具有連續微孔結構半成品即貝斯。貝斯進一步經表面印刷、壓花、磨皮等工藝製成 PU 合成革成品。圖 5 是 PU合成革的電鏡圖。

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2.4 超纖革生產工藝介紹

超纖革是一種物質以微細而分狀態被另一種物質包圍著,好像海中有許多島嶼。其島成分和海成分在纖維軸向上是連續、密集、均勻分散的。將海成分去掉,就可以得到集束狀的超細纖維束。

目前超纖革分為定島超纖與不定島超纖,定島超細纖維中的短 維 通 常 是 尼 龍 和聚乙烯按70∶30 比例抽絲製成非織造基布後,再用氫氧化鈉抽出鹼性滌綸進行開纖。其中定島超細纖維中,尼龍為“島”,可溶性聚酯為“海”。不定島超細纖維中的短纖維通常是尼龍和聚乙烯按50∶50比例共混抽絲製成非織造基布後,再用甲苯抽聚乙烯進行開纖。不定島超細纖維中尼龍為“島”,聚乙烯為“海”。圖 6 是超纖革的電鏡圖。

超纖革生產過程大概可分為:海島纖維→針刺非織造布→溼法含浸 PU 樹脂→減量抽出→幹法 PU 貼面→超纖革。具體過程如下:

海島短纖維經過開松、梳理成網,經過針刺使纖維相互纏結,製成三維結構基布。將上述三維結構基布浸漬在性能優異且具有微孔結構高韌性的聚氨酯樹脂中,形成類似天然皮革形態的貝斯(半成品),將加工成的貝斯浸入甲苯或者氫氧化鈉溶液中,在規定溫度下反覆浸漬,目的是將海島纖維中“海”的成分萃取出來,得到“島”形成的集束狀超細纖維。再用刮塗的方式將由聚氨酯樹脂調配成的漿料塗於離型紙上,等溶劑揮發後形成聚氨酯薄膜;然後將聚氨酯薄膜轉移複合到超纖皮表面,形成具有一定顏色和花紋的超纖革。

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3 皮革氣味來源分析及改善

3.1 PVC 人造革氣味來源分析及改善

PVC 人造革常見氣味類型為墨臭味,墨臭味來源於增塑劑。增塑劑是一種加入到聚合物中,以增加塑型,改善加工性。增塑劑為鄰苯二甲酸酯類, 因鄰苯二甲酸酯類增塑劑易揮發,進而PVC 人造革產生墨臭味。

氣味改善方案為環氧植物油代替鄰苯二甲酸酯類增塑劑,環氧化植物油具有無毒、無汙染、不易遷移、的大分子類增塑劑,是一種綠色、環保的產品。

3.2 真皮氣味來源分析及改善

真皮常見的氣味類型為酸味,酸味來源於鞣劑。鞣製是將易腐爛的生皮轉變為不腐爛的皮的過程。鞣製過程中所使用的化學材料稱為鞣劑, 目前生廠商使用的鞣劑通常為鉻鞣(通常是硫酸鉻),這就導致了真皮產生酸性味道。

氣味改善方案為植物鞣劑代替硫酸鉻,植物鞣質是一類廣泛存在於植物體細胞內能將生皮鞣成革的多元酚衍生物, 從植物中提取的鞣質, 結構中含有大量的羥基。由植物鞣劑制的真皮表氣味類型為皮草味,無酸味氣味較舒適。

3.3 PU 合成革氣味來源分析及改善

PU 合成革常見氣味類型為溶劑味,溶劑味來源於聚氨酯樹脂,幹法聚氨酯革還是溼法聚氨酯革,在生產過程中都要使用溶劑型聚氨酯樹脂,由於溶劑型聚氨酯樹脂中含有大量的二甲基甲酰胺(D M F)、甲苯等化學溶劑,從而導致 PU 合成革出現溶劑味。

氣味改善方案為水性聚氨酯樹脂代替溶劑型聚氨酯樹脂。水性聚氨酯樹脂是以水為分散介質,屬於零溶劑型產品,揮發出來是水蒸氣,不會對消費者帶來身體危害。是一種安全、環保的合成革用樹脂對人體、環境無危害。

3.4 超纖革氣味來源分析及改善

超纖革常見氣味類型為溶劑味,溶劑味來源於表面塗層,塗層通過離型紙進行轉移,塗層由聚氨酯樹脂、色漿、溶劑及助劑組成,按要求混合並攪拌均勻,然後進行脫泡處理,得到的混合物即為塗層漿料,溶劑含有甲苯、二甲苯等有機物質,故產生溶劑味。

氣味改善方案為表面塗飾中使用水性塗層代替溶劑塗層,水性塗層以水作為分散系,無明顯可識別氣味。

4 結語

由於消費者對車內環境問題關注度上升,近年來車內氣味也引起整車及零部件廠家的高度重視。對汽車內飾材料的環保要求越來越高,皮革作為座椅的組成部分,對整車氣味產生舉足輕重的影響,大力開發應用環保新工藝、新材料、新技術的生態與綠色皮革也將成為皮革生產商將來重點的攻關方向。

來源 | 中國汽車材料網


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