产品质量控制标准优化方案

离型纸法聚氯乙烯人造革中以机织布为基布的人造革执行国家标准GB/T 8948—2008。以针织布为基布的泡沫人造革目前尚无标准。

图4-26 剥离机结构示意图

图4-27 离型纸检查机

图4-28 离型纸检查机结构示意图

1—开卷 2—导辊 3—纸检台 4—张力辊 5—EPC装置 6—卷取

阅读材料

影响离型纸法PVC泡沫人造革发泡的因素

在PVC人造革产品中，发泡制品占了大多数，泡孔质量是衡量发泡人造革质量的重要方面。泡孔质量好的人造革，弹性好，手感好，不容易出现疲劳痕和死纹，还可减少原料耗用，降低成本。

一般公认优良的PVC泡沫人造革泡孔结构是：从表面上看，花纹清晰，无针孔，无不规则的凸凹点，柔性和回弹性良好。在人造革的剖面上看，泡孔分布均匀，孔径大小一致且细密，用20倍放大镜观察泡孔结构，泡孔应是球形的；泡孔与泡孔之间相互独立，没有穿孔。

目前PVC泡沫人造革生产以离型纸法生产线居多。产品的发泡倍率为1.5～ 5.0倍。所使用的发泡剂以AC发泡剂居多，有时为了保护离型纸，对于低倍率发泡的产品（1.5～2.0倍），使用AP发泡剂。AP发泡剂的分解温度180℃左右，比较适合低温低倍率的离型纸工艺的发泡。

泡沫人造革在发泡烘箱中，发泡剂在达到分解温度时放出气体，气泡被熔融的浆料包裹着，冷却后形成微细而均匀的泡孔。因此提高泡孔质量的关键是使发泡剂的热分解温度与增塑PVC完全熔融温度相一致，并且此时的物料黏度要符合发泡的要求。物料黏度过大，发泡阻力太大；黏度过小则易产生破泡。所以，研究人造革的发泡，控制发泡剂的发泡温度和速度是一个方面，增塑PVC的塑化行为和影响塑化行为的因素是另一个方面。

一、发泡剂

1.发泡剂的分解温度——热稳定剂的影响

热稳定剂具有降低发泡剂分解温度的作用。研究表明：PVC稳定剂中对AC分解起活化作用的是它所含的金属离子的品种、含量以及在PVC料中的分散性。三盐基硫酸铅使AC分解温度大约为110℃，140℃激化，150℃完成分解。硬酯酸钡使AC在190℃左右开始分解，220℃激化，230℃完成分解。其他稳定剂使AC分解温度界于这两者之间，其激化温度和完全分解时间都不一样。

热稳定剂在PVC中的分散性对泡孔结构有明显影响。压延工艺中，PVC料在发泡前须经高搅、密炼、塑炼、压延等工序的高温混合作用，发泡剂的混合均匀性好，因此一般可选用复合皂盐作为AC分解的活化剂。但在离型纸工艺中，由于没有这些过程，为了达到稳定剂均匀分散效果，一般都选用将金属皂盐先溶解于有机物中处理后的液体复合稳定剂。

2.发泡剂粒度

发泡剂粒度越细，泡孔也越细密。发泡速度与粒度也有关系。以制备发泡倍率为3倍的人造革为例，分别使用粒度为3μm以下、10μm左右及20μm以上的AC发泡剂进行发泡，其所需的时间分别为70、90、120s。配料时，为了减小AC发泡剂的颗粒，AC发泡剂先要与增塑剂或液体金属稳定剂一起混合研磨后使用，但不能研磨过度，因为这有可能会使AC发泡剂在研磨辊之间强烈的摩擦生热而破坏了其部分结构，导致泡孔变差。

二、PVC树脂

1.PVC糊树脂对泡孔结构的影响

当工艺配方和工艺条件衡定时，PVC糊树脂的平均聚合度及分布对PVC熔体黏度的变化是有影响的。在同一熔融温度下，聚合度低的熔体黏度小，有利于泡孔的形成；聚合度高的熔体黏度大，有利于泡孔的稳定。因此在配方中单独使用低平均聚合度的树脂，在发泡时会因熔融黏度低、张力小，而使发泡孔增大。反之，当配方中单独使用平均聚合度高的树脂，在发泡时会因熔融黏度高、张力大，要使其发泡，AC发泡剂分解量要大一些，这时AC发泡剂分解产生的压强和能量就大些，一旦PVC熔融黏度因受热而下降，其泡孔结构就难以控制。如把两种树脂等量混合，熔融黏度可能介于两者之间，其发泡性能比使用单一品种效果要好。

另外，PVC糊树脂在高温条件下会发生降解而导致聚合度降低，从而使PVC熔体黏度下降，不利于PVC发泡时泡孔结构稳定。因此在PVC发泡时除了要注意PVC糊树脂的选择、搭配之外，还要留意PVC糊树脂的热分解温度和热稳定时间。

2.PVC糊树脂凝胶的影响

PVC糊凝胶温度不匹配也会造成PVC泡沫人造革泡孔质量不好。由于在PVC糊中除了增塑剂之外还残存少量低分子挥发物，如水分、有机溶剂、降黏剂以及残存的氯乙烯单体等，在正常情况下，这些物质在PVC凝胶前会挥发出来。如果因PVC糊涂层过厚或PVC糊中低分子挥发物含量过多，或PVC糊黏度较高而使凝胶温度过低，PVC糊凝胶时，这些低分子挥发物没有全部挥发出来，当PVC料温升高到PVC塑化发泡温度时，这些低分子挥发物在PVC熔融状态下变成气体，因热运动而产生较大气压发生物理发泡过程，其泡孔孔径大并且不规则。大量的实验表明：在离型纸工艺中所有发泡时产生的奇异大气孔不是因发泡剂分散不匀造成，而是因低分子挥发物在PVC糊凝胶时没有充分挥发出来造成，其后果是使产品变成废品。

三、工艺参数(www.xing528.com)

1.发泡温度和时间

当发泡时间较短时，泡孔细小，但泡孔数量较少且大小分布不均，相应的发泡倍率较小；当发泡时间中等时，孔径略有增大且数量较多，独立性较好，相应发泡倍率较大，可得到较好的制品；当发泡时间继续增大时，泡孔明显变形，出现并泡、串泡，无法得到满意的产品。

AC发泡剂对温度有强烈的依赖，在临界温度以下（200℃左右），发泡倍率较小，超过临界温度以后，发泡倍率急剧增大。

2.烘箱温度

发泡烘箱一般分为三个工作段。PVC泡沫革通过烘箱时间以产品厚度、发泡倍率和柔顺性而定，一般为60～90s。烘箱第一段为升温阶段，温度控制在160～200℃，时间为30～40s，PVC膜层通过这一段后其温度从常温被加热到150～170℃，PVC料开始塑化，熔融黏度开始下降，发泡剂开始分解。烘箱第二段为发泡阶段，温度控制在175～220℃，时间为10～20s，通过发泡阶段时料温在165～190℃，熔融黏度大约为0.2Pa·s，发泡剂处于发气量快速增长阶段。这时由于温度、活化剂、发泡剂分解能等的综合作用，使发泡剂分解越来越快，再加上PVC熔体黏度不断下降，使得被PVC熔体完全封闭的发泡剂颗粒产生的气体团因压强作用而形成气泡核。烘箱第三阶段为稳泡阶段，温度控制在200～170℃，时间为10～20 s，在这一阶段中PVC料温维持在前段终点的基础上大体不变，并使PVC熔体黏度下降很少，目的是使被PVC熔体完全封闭的气泡核内的发泡剂进一步分解，并使气泡核长大。当PVC料出烘箱之后因料温在自然风冷的条件下，不会马上降下来，发泡剂分解还会维持一段时间，PVC料还会继续发泡直到PVC料从黏流态向高弹态转变为止。从工艺上来讲，烘箱第三段的温度控制最重要。如果原材料和配方没有问题的话，当该段温度过低时产品发泡倍率不够，泡孔少，手感弹性不好。如温度过高，则PVC熔体黏度过低，发泡剂发气量过大，则泡孔内气压过大，使泡孔进一步膨胀，孔壁变薄，张力变小而导致泡孔破裂、塌泡或穿泡，其泡孔粗大或泡孔大小不一，产品表面毛糙，发泡倍率也不够，手感弹性同样不好。

3.涂层厚度

当原材料、配方和发泡倍率都相同时，PVC糊涂层越厚，低分子挥发物在凝胶过程中挥发越困难。在离型纸工艺中，PVC涂层是由烘箱内上下两排风嘴吹出的热风进行加热，风嘴的排列与离型纸运行方向垂直。上风嘴风量大，具有对涂层加温的功能；下风嘴风量小，具有对离型纸保温的功能。因此PVC涂层在同上风嘴平行的截面上受热方式是由表及里的，涂层温度也是由表及里呈梯度分布的，涂层内部靠近离型纸处温度最低。而涂层内的低分子挥发物则是由里及表向外扩散挥发，因此PVC涂层内的低分子挥发物含量也是由里及表呈梯度分布。当涂层较薄时，这种温度和对应的低分子挥发物含量的梯度不明显。而涂层较厚时，往往涂层表面已凝胶，并且随着温度的增加和时间的延长，凝胶层越来越厚，而涂层内的低分子挥发物的挥发则越来越困难，所以在发泡时PVC泡沫人造革表面也就是PVC涂层同离型纸的接触面往往易出现凹点或塌泡。

四、配方

1.增塑剂

增塑剂的品种和用量对PVC发泡质量也有影响。在离型纸工艺中PVC料从糊状到发泡过程中其黏度受增塑剂影响。PVC糊的凝胶实际上是增塑剂被PVC吸收，当PVC熔融后，大量的增塑剂又会因热运动而离开PVC分子的极性基团，而成为自由流动的溶液，其溶液浓度同增塑剂品种的增塑效率、闪点以及用量有关。如自由溶液量过多会从PVC表面向空气中挥发或使PVC熔体黏度下降过快，不利于泡孔的稳定，因此在这种情况下可考虑降低发泡温度或提高生产速度。

当体系中DOP含量不大，熔体强度大，熔融黏度高，发泡困难，所以泡孔很大；随着DOP量的增大，体系的黏度降低，发泡变得容易，泡孔变小；到了后期，DOP含量过大，体系黏度过低，就容易出现并泡现象，所以DOP的含量应适中。

2.填料

在泡沫人造革中一般均使用填充剂，细度要求在320目以上。当添加量较少时，常用的填充剂对发泡的影响不大，发泡比仅下降10%左右。在填充剂用量较大时，为保证发泡比可适当增加发泡剂用量。填充剂用量合适时，既可稳定泡孔结构，提高发泡效果，又可提高物理机械性能和压延加工性能，同时还可以大幅度降低产品成本。但填充剂用量太大，发泡比和泡孔均匀性均下降，因为填充剂加到一定量的时候，增塑PVC的熔融黏度很高，泡孔质量很差，甚至泡沫发不起来。同时，用量太大会导致物理机械性能、耐低温老化性能降低。一般填充剂的用量在30份左右。

此外，填料的含水量也有一定的影响，含水CaCO₃的试样明显比没有含水时的发泡倍率减小，而且试样表面变得粗糙。

3.颜料

某些颜料特别是无机颜料（如群青、铬黄、钼铬红等），由于含有Zn、K、Cr、Cd等金属离子，与稳定剂一样，对发泡剂有活化作用，人造革的发泡倍率明显要大于未加颜料时的发泡倍率，并且其泡孔质量、制品外观和手感都比较好。

4.降黏剂

降黏剂主要是起降低增塑PVC糊黏度的作用。但它也是分散剂，能渗透到固体颗粒表面形成薄分子膜，提高固液间的界面自由度，提高分散效果，对提高泡孔质量是有益的。

5.稀释剂（溶剂）

在增塑PVC糊中加稀释剂也是为了降低糊黏度，使其可以加工。稀释剂在生产中加热后都要挥发掉，但量加得太多时和制品较厚时，溶剂挥发不尽，留在增塑PVC中就是大泡。

6.泡沫稳定剂

以上海延安油脂化工厂生产的YAP23泡沫稳定剂为例，当用量低于0.5份时，效果与用量成正比；用量大于0.8份时，效果增加不明显；用量选择在0.5～0.8份较为理想。这类发泡助剂用量不宜太大，用量太大不仅不能提高反而会降低发泡效果，还会导致表面渗出，影响表面质量及产品的印刷性能。