基于提高皮革利用率与品质的绿色涂饰技术

韦永红

（1.福建省皮革绿色设计与制造重点实验室，福建晋江 362271；2.兴业皮革科技股份有限公司国家企业技术中心，福建晋江 362261）

前言

近些年来，国家环保政策日趋严格，社会对环境保护的要求也越来越高，制革行业要与时俱进，研发对环境友好、少污染、零排放的新工艺新技术，走可持续发展道路是行业发展的必然选择[1-3]。同时，国内外市场，尤其是各大鞋企、包袋厂家对皮革成品的利用率与品质要求也越来越高，既要求利用率达到90%以上，皮性绵泡手感好，涂饰要轻薄通透，表面触摸细腻嫩滑，还要求耐干、湿擦、耐磨耗等性能优越。为达到国家环保政策的要求，适应市场需求的变化，结合客户对品质要求的反馈，开展有针对性的涂饰工艺技术研究是企业生存与发展所需。在充分总结分析前期工作及市场调研基础上[4、5]，结合本公司工艺技术与产品特点，分别从工艺流程设计、涂饰化料评价、工艺配方设计三方面进行研究，选用对环境友好的水性化料，经过对比试验及优化组合，建立基于提高利用率与品质的绿色涂饰技术体系。

1 涂饰工艺流程设计

涂饰工段的工艺流程：坯革摔软→绷板→预底涂→熨烫→底涂→隔离层→压板→中涂→熨烫→顶涂→熨烫→静置→摔软→振荡拉软→熨烫→手感→成品。

工艺关键点：

（1）预底涂采用补伤、发泡、填充、油蜡混合物作预底涂，改善皮性肉感，遮盖坯革粒面伤残，降低坯革松面率，从而改善成革品质，提高成革利用率。

（2）底涂时软性成膜树脂、颜料膏比例较大，同时加入适量消光填料和蜡乳液助剂，形成的涂层占整个涂层厚度的约70%；中涂时中等软硬度成膜树脂比例较大，适当加入一些自交联型成膜树脂；颜料膏、助剂比例较少，形成的涂层占整个涂层厚度的约20%～25%；顶涂时硬性、高亮度、抗水性良好的成膜树脂比例较大，不添加颜料膏，适当加入交联剂、手感剂，形成的涂层占整个涂层厚度的约5%～10%。

2 涂饰化工材料性能评价

研发此工艺的初衷是绿色涂饰技术，故所选化料都是对环境友好的水性环保材料，对非水性（溶剂型）化料不做讨论。在此主要研究了涂饰剂组分中成膜树脂，包括复合树脂乳液、丙烯酸树脂乳液、聚氨酯树脂乳液的渗透性、流平性、遮盖性与涂饰助剂，包括酪素、硝化棉光亮剂、油蜡混合乳液、补伤膏、填料的光泽度、封闭性、遮盖性、离板性等性能，结果如表1、表2 所示。

表1 成膜树脂性能比较

表2 涂饰助剂性能比较

通过选择滋润性、封闭性好的油蜡混合物和遮盖性、定型性优异的丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、涂饰助剂等关键材料，设计恰当的涂饰工艺及其配套操作流程，进行对比试验及优化组合，要求成品革达到皮性绵泡感好、表面细腻嫩滑、利用率高的目标。

3 涂饰工艺及配方设计

3.1 预底涂工艺

3.1.1 填充工艺

为改善坯革松面情况，同时提高粒面层强度，采用辊涂或刷涂的方法对粒面松弛的坯革进行干填充。干填充分为全粒面革填充和修面革填充，分别设计工艺，其材料配方如表3 所示。

表3 填充（工艺）材料配方

表3 中FGR 为小分子丙烯酸树脂，成膜薄、软、渗透性好，可渗透至粒面层与网状层的交界处，加强粒面层与网状层的连接，大幅度改善坯革褶痕（粗纹、细纹）；A-719 为大分子丙烯酸树脂，成膜比FGR 硬，A-719 与FGR 以一定比例搭配使用，可渗透至网状层的1/3 处，大幅度改善坯革松面情况。

3.1.2 补伤工艺

为遮盖坯革粒面伤残，提高成革利用率，采用点补或刷补的方法对粒面较差的坯革进行补伤。分别设计全粒面革补伤和修面革补伤工艺，材料配方见表4。

表4 补伤材料配方

表4 中STUCCO 8184 为油、蜡、填料、聚合物复配形成的补伤膏，STUCCO 8185 为油、蜡复配形成的补伤膏，二者以一定比例搭配用于全粒面革的补伤，形成的涂层具有良好的遮盖性、封闭性，抛光性，而且不会影响后续涂饰材料的渗透；STUCCO 9036 为聚丙烯酸树脂、聚氨酯树脂和无机填料复配形成的补伤膏，采用点补的方式用于修面革补伤，遮盖性优异。为了不影响后续涂饰材料的渗透，全粒面补伤之后要静置6-8 个小时，然后抛光；修面革补伤后挂晾烘干，然后磨革。

3.1.3 发泡工艺

除补伤外还可对粒面较差的坯革进行发泡涂饰，根据坯革粒面的伤残程度合理设计发泡工艺，发泡程度主要取决于发泡树脂用量以及发泡的温度和压力，配方如表5 所示。

表5 发泡工艺配方

采用喷涂、辊涂或刷涂的方式把发泡涂饰材料涂覆于坯革表面，经高温熨烫或压板（125℃～140℃），使发泡树脂发生化学反应，释放出低分子气态物质，在坯革表面形成细小而均匀的气泡，具有优异的遮残效果。

3.1.4 油蜡预底涂工艺

油蜡预底涂的作用：①改善皮性肉感，赋予滋润、绵泡的手感；②封闭粒面，阻止后续涂饰化料的过多渗透，减少涂饰化料总用量；③遮盖伤残且不影响后续涂层的粘合。分别设计全粒面革油蜡预底涂工艺和修面革油蜡预底涂工艺，详见表6。

表6 油蜡预底涂工艺

油蜡预底涂层可以用喷涂、滚涂、刷涂，涂布量8-10g/SF，50℃烘干或自然晾干，静置4-6 小时，熨烫100-110℃/20-30Kg，接着进行后续涂饰。

3.2 底涂工艺

底涂涂饰剂组分中软性成膜树脂、颜料膏比例较大，同时加入适量消光剂或蜡乳液助剂，涂层粘着力、遮盖力强，且具有与革面一致的延伸性和耐折强度，配方如表7 所示。

表7 底涂工艺配方

3.3 中涂工艺

中涂涂饰剂组分中成膜树脂软硬度适中，可适当加入自交联型成膜树脂，且颜料膏、助剂比例较少，涂层强度高，具有耐熨烫、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 隔离层（或保护层）涂饰工艺

涂层喷饰过程不是一次性完成的，期间会穿插压花、熨烫、振荡拉软、摔软等机械操作，施加隔离层目的在于保护经底涂或中涂形成的涂层不被后续机械操作污染或破坏，其材料如表9 所示。

表9 隔离层配方

硝化棉光亮剂通常用于隔离层涂饰，具有适度的光泽、舒适的手感、良好的物性（如耐干/湿擦等），WL-8119 属于高光型硝化棉乳液、Finish M 属于消光型硝化棉乳液，二者以不同的比例组合可赋予皮革不同的光泽度。

3.5 顶涂工艺

顶涂涂饰剂中硬性、高亮度、抗水性良好的成膜树脂比例较大，不添加颜料膏，适当加入交联剂、手感剂，涂层耐碰擦、耐挤压、耐弯曲，具有较高的物理机械强度及耐干/湿擦、耐水、耐有机溶剂等性能，其工艺配方如表10 所示。

表10 顶涂工艺配方

WT-42-518 是高光型聚氨酯乳液、WT-43-985 是消光型聚氨酯乳液，二者以不同的比例组合可赋予皮革不同的光泽度。

3.6 手感层涂饰工艺

手感是指用手触摸皮革表面或革身所产生的舒适感。一般来说，手感可分为滑爽感、细腻感、蜡感、油润感、丝光感、真皮感以及复合型手感等，工艺配方如表11 所示。

表11 手感层涂饰配方

4 产品性能检测

采用本工艺生产的成品皮革其性能检测结果如表12 所示。

表12 皮革产品性能检测结果

结论

涂饰的目的是要达到改善皮性肉感，提高成革外观品质，满足市场对产品颜色、手感、光泽的不同要求；遮盖革身缺陷，修正粒面瑕疵，提高成革利用率；提高成革物理机械性能，赋予成革更高的使用价值。通过一系列的工艺研究，最终形成的工艺很好地达成了以上目标。

（1）采用本工艺开发的黄牛鞋面革物理机械性能满足行业QB/T 1873-2010 的标准；

（2）采用本工艺生产的皮革成品利用率高，表面细腻嫩滑，皮性绵泡感好，耐干、湿擦性能达到4-5 级，耐磨耗性能达到4-5 级。成品革品质等级明显提升1-2 个等级，其主要贡献来自于产品利用率的提高。