水性ポリウレタン(WPU)合成皮革は、産業の持続可能な開発のための環境に優しい変革の方向性を表しています。その主な利点は、有機溶剤を水性ポリウレタン樹脂に置き換えて VOC の排出を排除することであり、その鍵は水性ポリウレタン樹脂の合成プロセスにあります。
主流の合成技術:
1. アセトン法: 強力なプロセス制御性を備え、分子鎖構造の正確な構築を可能にします。プロセス廃水が発生することなく、溶媒を回収してリサイクルできます。
2. 連続方式: 高い自動化、高効率、低エネルギー消費を特徴としています。プロセス全体は閉ループ循環システムを採用しており、プロセス廃水は排出されません。
生産プロセスチェーンの特徴樹脂合成から皮革ベースの形成まで、水は唯一の媒体および洗浄担体として機能し、密閉システムでリサイクルされます。これにより、追加の産業廃水なしで生産が達成され、従来のプロセスよりも革新性が示され、グリーン製造への取り組みが実現します。
従来の溶剤ベースの合成皮革の「ウェットベース」プロセスは、水、ジメチルホルムアミド(DMF)、樹脂の三相置換に依存しています。長い流量、高いエネルギー消費、DMF の回収や排出などの環境圧力を特徴とする、その後の複数のプロセスが必要です。
水性合成皮革の画期的なプロセス:
1. 「ウェットベース」ラインを機械的な発泡プロセスに置き換えます。水性ポリウレタン樹脂を物理的に発泡させた後、乾燥させて一度に成形します。生産ラインは数百メートルからわずか40〜60メートルの単一の乾燥オーブンまで合理化されています。
2. DMF の使用と残留物を発生源から排除し、複数の利点をもたらします。3 次元の微多孔質構造により、完成した革の弾力性と質感が向上し、手触りが本革に近いものになります。発泡基板の厚さと安定した物理的特性により、複雑な二次加工を行わずに豊かで長持ちする外観が可能になり、生産効率とスタイルの柔軟性が向上します。
伝統的な溶剤ベースの湿式プロセスは、かつて合成皮革産業の基礎でした。しかし、エネルギー消費量が多く、汚染が多く、細胞構造の制御が限られているため、持続可能な開発のボトルネックとなっています。
水ベースの機械発泡技術の主な利点:
1. 環境保護と炭素削減: 有毒溶剤 DMF を放棄し、有害廃棄物と VOC の排出を排除します。オーブンの熱エネルギーを媒体的かつ効率的に利用するため、厳しい環境規制に準拠しています。
2. 安全保証: 生産要員の作業環境を改善します。最終製品には有毒な溶媒残留物が含まれておらず、最終製品の環境に優しく健康的な基準を満たしています。
3. 優れた性能: 複数のテクノロジーを通じてセル構造を正確に設計し、完成したレザーに通気性や透湿性などの優れた物理的特性を与えます。手の感触は本革に近いため、高級なフィールドに適しています。
4. 先進技術: 複雑な湿式化学プロセスを効率的で制御可能な物理的発泡および乾燥プロセスに変換し、生産技術の革命的なアップグレードを表します。
溶剤ベースの四方伸縮合成皮革の製造では、従来のプロセスでは、樹脂の初期接着性が高く、ニュートン流体のような特性があるため、ベース生地の変形や生産ラインの張力変動に自然に耐え、比較的安定した積層が得られます。水性樹脂に固有の低い初期接着性と擬似塑性流体特性に対処するために、革新的な張力のない協調制御システムが導入されています。この装置は、独自の機械的および制御ロジックを通じて、ベースファブリックと生産ラインの両方からの双方向の張力変動を効果的に相殺し、重要な積層段階での適応マッチングと張力の正確な中和を実現します。
伝統的な合成皮革の製造では、重炭酸カルシウムやカオリンなどの無機充填剤が長い間コア充填の役割を果たしてきました。当社は、革新的な資源利用技術を通じて、合成皮革のスクラップ、バイオマス廃棄物(コーヒーかすや植物の殻を含む)を水性合成皮革用の高価値の機能性充填剤に変換します。複雑な供給源からの多様な原材料を正確な乾燥、脱油、制御された粉砕プロセスにさらすことで、さまざまな粒径と比表面積を持つ特殊な粉末を製造します。技術的には、まず、さまざまな物理的および化学的特性を持つ原材料の純度と安定した性能を確保するために、差別化された前処理プロセスを開発します。第二に、水性ポリウレタンシステムにおけるこれらの多孔質で極性の異なる粉末の適合性と長期安定性の問題を解決し、大規模な生産を可能にします。第三に、高度な水性樹脂合成および添加剤配合技術により、これらのリサイクル充填剤を収容し、しっかりと結合できる非常に安定したコーティングシステムの構築に成功しました。最後に、成熟したコーティングプロセスを経て、この循環型エコノミー指向のコーティングは、優れた性能と独特の質感を備えた水性合成皮革製品に加工されます。
水性合成皮革の優れた防水性能は、次の 3 つの技術的側面によって実現されます
1. 物理的構造設計: 成形プロセスの柔軟性を活用して、蓮の葉表面の微小乳頭、サメの皮膚の抗力を低減するリブ構造、ハニカムパターンなど、複数のバイオニック構造が複製されます—。これらは水の拡散と浸透を物理的に妨げ、最初の障壁を構築します。
2. 化学ネットワーク架橋: 水性ポリウレタン樹脂は、カルボキシル基などの活性基が豊富になるように修飾されています。フィルム形成中に、高密度の三次元架橋ネットワークが形成され、フィルム内の細孔が減少し、固有の不透過性が向上します。
3. 特殊添加剤の相乗効果: 特殊添加剤は化学架橋ネットワークと連携して機能し、コーティング表面上またはコーティング表面内に方向的に配置されます。これにより、表面エネルギーが低下し、水滴の忌避性が強化されます。
従来の湿式合成皮革と比較して、水性機械発泡プロセスは均一で安定した三次元セルフレームワークを構築します。剥離紙と接触するとこの微細構造の表面に形成される連続気泡効果により、水分の吸着と伝達のための自然な物理的チャネルが事前に設定されます。水性ポリウレタン樹脂の独特の流体特性と分子設計の柔軟性により、少量の特殊な機能性添加剤を導入することで形成されたセルフィルム壁を正確に調整することができ、それによって内部の独立気泡構造を相互接続し、全層にわたって効率的な水分輸送チャネルを構築することができます。
ミクロンレベルのコーティングナイフシステムにより、従来の3層コーティングは4層の精密仕上げにアップグレードされます。各機能層の厚さと形態を正確に制御し、撥水性、バリア性、透湿性を実現します。
コアパフォーマンス実装パス:
1. バイオニクスと表面張力制御: 超高精度コーティングはバイオニック微細構造を再現します。フッ素を含まない撥水添加剤は表面エネルギーを低減し、PFAS を使用せずに優れた撥水性を実現します。
2. 化学構造設計: 4 層構造には高密度の界面層が含まれています。改質水性ポリウレタン樹脂は、緊密な 3D 架橋ネットワークを形成し、高静水圧下で液体の水を遮断します。
3. 細胞と細孔の調節: 機械発泡により、マイクロ接続された細孔—水滴よりも小さいが水蒸気分子よりも大きい—を備えた均一な細胞フレームワークが作成され、優れた透湿性と通気性が保証されます。