浸渍、凝固、水洗原理与设备

超细纤维合成革的浸渍、凝固和水洗原理与普通湿法合成革相同，因所用无纺布定量大、密度高，浸渍的聚氨酯多，所用设备又有特殊之处，其设备如图7-68所示。

（1）配料

图7-68 浸渍、凝固、水洗设备

配料的主要任务是，以DMF为溶剂，在浸渍液混合槽中把聚氨酯树脂与其他添加剂、颜料或染料一起搅拌混合均匀，达到所需的目标黏度、固含量，制成浆料由齿轮泵经带过滤器的管线送往储槽供浸渍使用。

聚氨酯是配料的主要原料，种类繁多，要选择成肌率高、黏度和模量满足需求的聚氨酯，并且同时兼顾后续加工工艺。例如：甲苯减量需要具有耐甲苯性能很好的树脂，可以选择聚酯、聚醚或共聚型的聚氨酯；而碱减量则需要树脂具有很好的耐碱性，可以选择聚醚或共聚型的聚氨酯；若后续需要染色，还需要考虑染色性能。

添加剂主要作为非离子或阴离子型的泡孔调节剂，促进或延缓DMF析出，起调整泡孔形状、防止卷边、加快DMF洗出等作用。

加工超纤基布的颜色不多，因此所需颜（染）料不多，主要为黑色和浅灰。黑色使用炭黑制备的色浆，浅灰使用金属络合染料或颜料调配的色浆。需要根据减量方式选择耐甲苯或耐碱的颜料或染料。

（2）浸渍

无纺布经过定型后密度变高，尤其PA6/PE型纤维烫平后表面容易形成一层聚乙烯膜，加之聚氨酯浆料具有一定的黏度，使聚氨酯浆料不容易渗透和完全填充无纺布，因此需浸渍于作用强的浸渍设备。浸渍方式分为强行浸渍和普通浸渍两种。强行浸渍多用于PA6/PE无纺布，普通浸渍多用于PA6/COPET型无纺布。

普通浸渍设备结构与普通合成革浸渍槽相似，需要在普通合成革浸渍槽的基础上增加浸渍槽长度和挤压次数。

强行浸渍设备由位于浸渍槽体内的10段左右间隙、转速可以调整的带压力的浸渍辊（图7-69）和出口附近的上、下液切（刮刀）组成，可调整浸渍辊线速度与无纺布运行速度的比例及浸渍辊间隙来加强浸渍效果。浸渍槽示意图如见图7-70所示。

图7-69 浸渍辊

图7-70 浸渍槽示意图

1—浸渍辊气缸 2—供液管 3—浸渍料槽

4—浸渍辊 5—刮刀（液切）(www.xing528.com)

浸渍时无纺布位于浸渍槽液面上方，从每对浸渍辊中间通过，聚氨酯浆料由位于上浸渍辊前方的管线均匀送入无纺布正面，由下浸渍辊的转动带着浸渍槽内的浆料到无纺布背面，通过浸渍辊时把浆料挤入无纺布内，多余的浆料从无纺布两侧流入浸渍槽。槽内多余的聚氨酯浆料由溢流口流回循环槽经泵打回循环使用。浸渍均匀的无纺布出浸渍槽前由上下刮刀刮除表面浆料，调整表面含液率，然后进入凝固槽。

浸渍间隙由垫片调整，可按间隙比无纺布厚度大、间隙比无纺布厚度小的规律交替设定，来加强浸渍效果；出口附近间隙按无纺布厚度设定，防止带料过多造成刮刀刮液困难或挤出无纺布中的浆料而浸渍不充分。浸渍辊的线速度与无纺布运行速度比越大，浸渍效果越强，过大易造成张力异常，一般速度比2～3，效果比较理想。

（3）凝固

湿法凝固是将浸渍有聚氨酯浆料的无纺布置于DMF的水溶液中，使聚氨酯发生相转变而凝固的过程，可以用涂层膜凝固过程的三角坐标的相平衡图来解释。

凝固主要受树脂种类和浓度、助剂以及凝固液温度、凝固液DMF浓度等条件的影响，条件不同，形成的聚氨酯聚集形态也不同，所以控制凝固条件可调整聚氨酯泡孔形态。

影响泡孔结构的因素见表7-9。

表7-9 影响泡孔结构的因素

超细纤维合成革基布在凝固槽中进行凝固，凝固槽分为两部分，如图7-71所示。第一凝固槽布道由多层组成，合计80～120m；第二凝固槽布道50～60m。长布道可延长凝固时间，有利于缓慢凝固。浸渍基布进入第一凝固槽凝固时，表面聚氨酯立刻凝固成膜，内部逐步开始凝固，此时基布受外力容易变形，因此采用层式布道以减少与导辊接触而受力。基布在第一凝固槽基本凝固后，进入第二凝固槽进行充分凝固，充分凝固的基布基本确定了产品的手感和各种物理性能。为了防止基布形变，在基布出第二凝固槽以前，不设置压榨辊对基布压榨，基布出第二浸渍槽前，对其榨液，榨出高浓度DMF水溶液，便于后续水洗。两个凝固槽可以设置不同的凝固条件，调整凝固速度。

图7-71 第一凝固槽和第二凝固槽示意图

（4）水洗

基布出凝固槽后，里面含有大量DMF，若不去除，会造成DMF损失及环境污染并对后续工序造成影响。去除基布中的DMF采用多段水洗槽溢流、多段榨液的水洗方式进行。

工艺水自最后一个水洗槽加入，逐步溢流到前面的水洗槽，将置换高浓度水洗水，直至流入第一个水洗槽。第一个水洗槽的清洗水有一部分溢流到凝固槽中，使浸渍基布带入DMF造成凝固槽的凝固液浓度不再升高；另一部分进入DMF回收储罐。榨液采用浸渍、榨液的方式，如图7-72所示，使液体交换量多，增强水洗效果，重复此过程，直至最后一段水洗槽中的DMF浓度在0.3%以内。除了采用上两种方式外，还可以升高水洗温度来加强DMF和水的交换，增强水洗效果。水洗温度越高，水洗效果越好，但升温造成水汽挥发并消耗热能。

图7-72 水洗槽示意图