進(jìn)口PU革離型紙與我國同類產(chǎn)品主要性能對比分析

黃小雷 劉 文 劉群華

(中國制漿造紙研究院，北京，100061)

進(jìn)口PU革離型紙與我國同類產(chǎn)品主要性能對比分析

黃小雷 劉 文 劉群華

(中國制漿造紙研究院，北京，100061)

設(shè)計并確定了符合實際生產(chǎn)要求的皮革離型紙產(chǎn)品主要性能的檢測方法，并依此對比檢測分析了香港某廠和浙江某廠同類產(chǎn)品與國內(nèi)皮革廠最常用的兩種規(guī)格分別為DE-7和R-37的日本進(jìn)口PU革鞋用皮革離型紙性能的差異。結(jié)果表明，國產(chǎn)和進(jìn)口離型紙的耐熱性都較好，但國產(chǎn)離型紙存在的問題是強度低，重復(fù)使用次數(shù)少，花紋種類少。

皮革離型紙;剝離強度;性能比較

我國皮革離型紙市場長期被日本、美國、意大利、英國等少數(shù)幾個國家的幾家公司所壟斷，國產(chǎn)皮革離型紙的技術(shù)不過關(guān)，基本依賴進(jìn)口［1］。直到近兩年，才有報道稱香港某廠和浙江某廠取得了市場突破［2］。目前，國內(nèi)研制的皮革離型紙仍存在花紋種類少且精密程度不夠，重復(fù)使用次數(shù)少，成革時易出現(xiàn)大量氣泡等問題。

針對國內(nèi)文獻(xiàn)報道的關(guān)于皮革離型紙產(chǎn)品性能的檢測方法絕大多數(shù)都存在一定程度脫離實際生產(chǎn)的情況［3-4］，本課題設(shè)計并確定了符合實際生產(chǎn)要求的皮革離型紙主要性能的檢測方法，選取兩種在國內(nèi)應(yīng)用時間較長，應(yīng)用范圍較廣的日本進(jìn)口PU革離型紙產(chǎn)品，與國內(nèi)香港某廠和浙江某廠生產(chǎn)的同類產(chǎn)品的主要性能進(jìn)行對比分析，找出國內(nèi)生產(chǎn)的皮革離型紙存在的主要技術(shù)問題。以期對皮革離型紙的研發(fā)技術(shù)取得新突破起到一定的作用。

1 皮革離型紙的主要產(chǎn)品特性

1.1 物理性能

離型紙的物理性能包括:抗張強度、撕裂強度、耐折度、表面吸收性和原紙的平滑度等。離型紙的強度對于合成革生產(chǎn)的操作順利與否和紙的可重復(fù)使用次數(shù)有很大影響。要求離型紙在作用力和反復(fù)加熱使用的情況下，仍保持平整狀態(tài)，不斷紙，不變形，且能多次重復(fù)使用。一般使用30～60次，甚至100次以上。

1.2 耐熱性

離型紙要在較高溫度下使用，同時反復(fù)經(jīng)受烘箱中的高溫和冷卻輥筒的冷卻。如果耐熱性不好，經(jīng)高溫后將因強度降低而撕裂，導(dǎo)致生產(chǎn)中斷;或者表面樹脂與涂膜黏結(jié)，無法剝離。屠恒忠等人研究表明，PU革用的離型紙要求能耐140℃高溫，PVC革用的離型紙要求能耐200℃高溫［5］。

1.3 耐溶劑性能

離型紙對合成革涂料中的溶劑要有抵抗能力，尤其是PU革生產(chǎn)過程中常要用到有機溶劑，如二甲基甲酰胺 (DMF)、甲苯 (TOL)、丁酮 (MEK)等。因此工藝要求離型紙不能因溶劑而受到影響，要做到既不溶解又不溶脹。

1.4 離型性及可重復(fù)使用次數(shù)

離型紙的離型層對合成革涂層膜有一定的黏附能力，如果黏附能力太小，會產(chǎn)生預(yù)剝離;如果黏附能力太大，則剝離強度太大，在與基布復(fù)合后，涂層膜不能順利地從紙上剝離而轉(zhuǎn)移到基布上，造成成膜不連續(xù)及撕破離型紙等現(xiàn)象，嚴(yán)重時會使產(chǎn)品報廢，剝離太困難還會影響到離型紙的可重復(fù)使用次數(shù)。

1.5 離型層表面性能

離型層的表面性能包括離型層的表面強度、表面狀態(tài)、花紋種類及精密程度等。離型層的表面強度一定要足夠高，耐摩擦性要好。離型紙的離型層表面狀態(tài) (光霧度、花紋深淺及清晰度)應(yīng)均勻一致，經(jīng)多次重復(fù)使用后不掉粉且仍須保持均勻狀態(tài)。由于實驗設(shè)備的限制，本課題并未對離型層的表面性能進(jìn)行對比分析，但是離型層的表面性能對皮革離型紙的生產(chǎn)和使用都十分重要。

2 實驗

2.1 實驗材料

進(jìn)口皮革離型紙，產(chǎn)地日本，規(guī)格型號為DE-7和R-37;國產(chǎn)皮革離型紙，產(chǎn)地香港某廠，規(guī)格型號為VL152，VL138，V101，VJ023，VJ009，710，主要用于PU鞋革生產(chǎn)，以下統(tǒng)稱V系列產(chǎn)品;國產(chǎn)皮革離型紙，產(chǎn)地浙江某廠，規(guī)格型號為 KL-70-1，KL-70-2，KL-508，KL-001，主要用于PU鞋革生產(chǎn)，以下統(tǒng)稱KL系列產(chǎn)品。

2.2 實驗項目及儀器

PU革離型紙的主要性能、檢測項目及所用的相關(guān)檢測儀器見表1。

2.3 實驗方法

2.3.1 原紙纖維及紙張物理性能的分析檢測

原紙纖維分析:從皮革離型紙樣品中分離出所需的原紙部分。分離方法如下:采用物理方法，盡可能

表1 PU革離型紙主要性能、檢測項目及相關(guān)儀器

將表面涂層剝離去除，取原紙部分進(jìn)行分析，保證分離出的原紙部分不帶有任何涂層。每次測定時需稱取絕干質(zhì)量為0.1 g的紙樣，加水約300 mL后，經(jīng)專門的打散器疏解成纖維懸浮液，用L＆W纖維分析儀分析原紙中纖維的平均長度、平均寬度及粗度等。

紙張的物理性能按照國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)測定。

2.3.2 耐熱性的實驗方法

將離型紙在140℃下受熱不同時間 (30、60、90、120 min)后，測定其白度、撕裂強度、抗張強度及耐折度隨受熱時間的變化情況。

2.3.3 耐溶劑性的實驗方法

剪取各種皮革離型紙圓片，圓片的直徑與所用稱量瓶底部直徑大小基本相同。將圓片墊在稱量瓶底部，用一次性滴管各滴加1滴管溶劑，迅速蓋上稱量瓶蓋子。開始計時。所用溶劑為甲苯、二甲基甲酰胺、丁酮。此做法是為了避免溶劑，尤其是甲苯的揮發(fā)，保證測定過程中各稱量瓶內(nèi)溶劑量基本不變。時間分別設(shè)定為5、15、30、60、90 min。到所設(shè)定的時間后，將多余溶劑倒出，放入烘箱內(nèi)約8 min，溶劑完全揮發(fā)，即樣片基本干燥完全。觀察涂層和紙膜結(jié)合情況，并記錄。評價標(biāo)準(zhǔn)如下:

A 紙膜結(jié)合牢固且難剝離，花紋清晰度和光澤度均勻一致。

B 涂層局部出現(xiàn)紙膜脫離，但未發(fā)生自動剝離?；y清晰度和光澤度均一性下降。

C 涂層完全被破壞或紙完全發(fā)生溶脹，紙膜發(fā)生自動脫離。

2.3.4 剝離強度及可重復(fù)使用次數(shù)

剝離強度及可重復(fù)使用次數(shù)是皮革離型紙最關(guān)鍵的兩個性能。具體測定方法分兩步進(jìn)行。第一步是模擬工廠干法生產(chǎn)PU革，第二步是測定紙革剝離強度及可重復(fù)使用次數(shù)。

第一步采用華峰集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的JF-S-8080普通PU革用樹脂產(chǎn)品，按照產(chǎn)品的參考配比與溶劑二甲基甲酰胺和丁酮混合均勻后，配制滿足實際生產(chǎn)要求的皮革糊料。在離型紙上第一次涂布厚度為0.20 mm的自制PU皮革糊料，放入烘箱中干燥約1～3 min，待涂料干燥后，進(jìn)行第二次涂覆 (一般需兩次涂覆)。然后放入烘箱，約10 s后取出，在涂層半干的狀態(tài)下貼合基布。然后將貼合后的復(fù)合體放在軋車上的兩輥之間，開動軋車，加載壓力約為60 N。

第二步參照180°壓敏膠粘帶法 (GB/T 2792—1998)［2］來測定［6］。干燥后的樣品按縱向切成條狀(200 mm×15 mm)，并將每條樣品用標(biāo)準(zhǔn)雙面膠帶粘在特定材質(zhì)的尺寸為125 mm×50 mm的不銹鋼支承板上，備用。采用測定紙張抗張強度的拉力機測定剝離強度。將PU革與紙剝離開粘合面25 mm后，把PU革自由端和不銹鋼板分別夾于上、下夾具上，實驗機以300 mm/min上升速度連續(xù)剝離，在剝離后的20～80 mm范圍內(nèi)，每隔20 mm讀1個數(shù)，共讀4個數(shù)，求其平均值，即為當(dāng)次的紙革剝離強度。按照上述方法，分別記錄各皮革離型紙第一次的紙革剝離強度及可重復(fù)使用的次數(shù)。

2.4 原紙纖維及性能分析對比

本實驗按照上述檢測分析方法對進(jìn)口皮革離型紙DE-7和R-37以及國產(chǎn)的V系列和KL系列的全部規(guī)格產(chǎn)品都進(jìn)行了檢測分析，結(jié)果表明，對于國產(chǎn)的V系列和KL系列而言，同一系列各規(guī)格產(chǎn)品的性能十分接近，以下分析與討論中將VL152作為V系列的代表產(chǎn)品，將KL-70-2作為KL系列的代表產(chǎn)品。

2.4.1 原紙纖維分析對比

表2為幾種皮革離型紙的纖維分析測定結(jié)果。由表2可以看出，兩種進(jìn)口皮革離型紙和浙江產(chǎn)的皮革離型紙中原紙的纖維長度比較接近，約1mm左右，由此可推知原紙中以短纖維為主。香港產(chǎn)的原紙纖維長度相對較大，達(dá)到1.806 mm，原紙有可能采用長纖維，或是打漿時采用黏狀打漿方式，纖維較少發(fā)生切斷。由粗度測定結(jié)果也可以得出同樣的結(jié)論。但如要進(jìn)一步確定所使用的纖維種類及漿料配比等還需結(jié)合顯微鏡進(jìn)行纖維形態(tài)分析。

表2 幾種皮革離型紙的纖維分析測定結(jié)果

2.4.2 紙張性能對比

2.4.2 .1 紙張物理性能對比

表3列出了幾種皮革離型紙的物理性能。由表3可看出，國產(chǎn)皮革離型紙強度指標(biāo)比進(jìn)口的偏低。V系列紙的縱向抗張指數(shù)只達(dá)到進(jìn)口的49%～59%，KL系列紙的只達(dá)到進(jìn)口的66% ～85%。V系列紙撕裂度很低，耐折度也相當(dāng)?shù)?(低于50次)。

參照病理檢查結(jié)果，比較MRI與CT的確診率、誤診率、檢出鄰近組織受侵犯率、檢出腫瘤直徑＞2cm的幾率。安排經(jīng)驗豐富的2名醫(yī)師統(tǒng)計記錄MRI與CT檢查結(jié)果。

涂層的強度也直接影響著成紙的耐折度。進(jìn)口紙和KL系列紙的涂層均為一層連續(xù)的薄膜，DE-7原紙耐折度為300～500次，與普通機制紙相差不大，而成紙的耐折度卻超過了4000次，且紙樣最終被折斷時，薄膜涂層未斷。可見這層連續(xù)的薄膜與原紙結(jié)合得好且薄膜的強度相當(dāng)高。筆者推測是擠出涂布聚烯烴類樹脂所得的涂層，這需要對涂層進(jìn)行紅外分析得以確定［8］。而V系列的涂層易掉粉，強度低，且為非連續(xù)狀，初步認(rèn)為是普通的顏料涂層。

由灰分含量可知，V系列原紙的加填量相對較高，灰分含量7%左右，加填量較高是導(dǎo)致該離型紙強度較低的原因之一。另外，進(jìn)口紙和KL系列紙的灰分含量都在1%以下，可認(rèn)為原紙基本未加填，涂層中也幾乎不含無機顏料。而V系列紙的原紙加填量較大，且成紙的灰分含量顯著大于原紙的，說明涂層部分很有可能是顏料涂料。紙中無機填料和顏料的含量較高，有利于紙張的耐熱性。

表3 皮革離型紙的物理性能對比

由原紙Cobb值的測定結(jié)果可知，V系列紙的吸水性特別高，進(jìn)口和KL系列紙的吸水性相對較低。

2.4.2 .2 紙張的耐熱性對比

由表4實驗結(jié)果可知，在140℃下，隨著受熱時間的增加，紙張并未出現(xiàn)明顯返黃，即使是受熱時間為120 min時，全部皮革離型紙白度較未受熱的也僅下降了2～4個百分點 (見表4)。下面依次分析各強度指標(biāo)隨受熱時間的變化情況。表5中列出了各皮革離型紙的耐折度隨受熱時間的變化。由表5可知，進(jìn)口離型紙產(chǎn)品的耐折度相當(dāng)高，其次是KL系列產(chǎn)品，且兩種產(chǎn)品的耐折度隨著受熱時間的延長，依然保持在800次以上。V系列產(chǎn)品的耐折度太低，這將直接導(dǎo)致V系列產(chǎn)品的重復(fù)使用次數(shù)低。

表4 各系列皮革離型紙的白度隨受熱時間的變化 %

表5 各種革離型紙的耐折度隨受熱時間的變化

表6 未受熱和受熱120 min時各種皮革離型紙的抗張指數(shù)和撕裂指數(shù)

圖1和圖2分別為各皮革離型紙產(chǎn)品的縱向抗張指數(shù)和橫向撕裂指數(shù)保留率隨著受熱時間的增加而變化的情況。由圖1和圖2可知，所有紙的耐熱性都較好。當(dāng)受熱時間達(dá)到120 min時，所有紙的抗張指數(shù)保留率都在85%以上。隨著受熱時間的增加，撕裂指數(shù)的變化幅度比抗張指數(shù)的要大，即溫度對撕裂指數(shù)的影響較大。實驗結(jié)果還表明，V系列紙的撕裂指數(shù)保留率始終較高，其耐熱性相對較好。但由表6可知，盡管V系列紙耐熱性較高，但由于其未受熱時物理強度最低，因此仍很難滿足實際人造革生產(chǎn)的需要。

表7～表9分別列出了各皮革離型紙耐溶劑甲苯、二甲基甲酰胺、丁酮的測試結(jié)果。進(jìn)口紙與KL系列紙耐溶劑甲苯的時間均達(dá)到15 min以上，耐溶劑二甲基甲酰胺的時間達(dá)到30 min以上，耐溶劑丁酮的時間達(dá)到了60 min以上，且KL系列紙的耐溶劑時間都比進(jìn)口紙的長。國產(chǎn)KL系列離型紙的耐溶劑性略優(yōu)于進(jìn)口紙。但V系列離型紙涂的抗溶劑能力很差，耐腐蝕能力也差，用二甲基甲酰胺浸泡5 min時，紙張完全潤脹被破壞，涂層也發(fā)生自動脫離且被破壞。

表7 耐溶劑甲苯的測試結(jié)果

表8 耐溶劑二甲基甲酰胺的測試結(jié)果

表9 耐溶劑丁酮的測試結(jié)果

2.4.2 .4 剝離強度及可重復(fù)使用次數(shù)對比

表10為剝離強度及可重復(fù)使用次數(shù)測定結(jié)果。一般認(rèn)為，皮革離型紙的剝離強度應(yīng)≤1 N/(15 mm)［3］。VL系列紙的剝離強度偏高，進(jìn)口和KL紙的符合要求。剝離強度除與離型層的材料有關(guān)外，還與花紋深淺密切相關(guān)。由于進(jìn)口紙DE-7和R-37的花紋較深且較大，而KL系列紙均為平底花紋，紙和革的結(jié)合貼合更緊密，剝離強度較進(jìn)口紙略高。

表10 剝離強度及可重復(fù)使用次數(shù)對比

由于本實驗是在模擬工廠自配皮革糊料后自制皮革，會由于人工操作不穩(wěn)定導(dǎo)致可重復(fù)使用次數(shù)較工廠實際使用偏低。在實驗條件下測得日本進(jìn)口R-37可重復(fù)使用次數(shù)最多，達(dá)到60次以上。而DE-7在重復(fù)使用30～40次后，會出現(xiàn)花紋變淺，紙卷曲太嚴(yán)重，直接影響后續(xù)皮革的涂覆。分析可能是DE-7離型層的耐摩擦性較差。國產(chǎn)KL系列紙與進(jìn)口紙在離型性能上相當(dāng)。

3 總結(jié)與展望

國產(chǎn)KL系列離型紙在原紙纖維長度及分布以及耐熱性、耐溶劑性、離型性這些方面的性能與進(jìn)口紙相當(dāng)，且耐溶劑性略優(yōu)于進(jìn)口紙，但物理強度偏低，且花紋種類很少。

國產(chǎn)V系列離型紙物理強度，尤其是耐折度顯著偏低，耐溶劑性差，這些都導(dǎo)致最終可重復(fù)使用次數(shù)偏低，難以滿足實際人造革生產(chǎn)的要求。

目前國內(nèi)皮革離型紙急待解決的關(guān)鍵技術(shù)問題一是強度偏低，二是花紋種類和精密程度不夠。國外近幾年皮革離型紙的研究熱點是熱塑性聚烯烴類樹脂擠出涂布和輻射固化離型層技術(shù)。其中，擠出涂布聚烯烴樹脂生產(chǎn)出的離型紙產(chǎn)品強度高，壓紋賦形性好，且操作工藝簡單安全，因此在國外皮革離型紙的生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛且發(fā)展很快［8-10］。近幾年，國外還將熱塑性樹脂涂布與熱固性硅樹脂涂布或輻射固化離型層有機結(jié)合生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高檔的皮革離型紙產(chǎn)品［11-14］。值得一提的是，基于輻射固化離型層生產(chǎn)皮革離型紙的新技術(shù)在國外已經(jīng)是近幾年的研究熱點，但在國內(nèi)尚無此研究，因此，國內(nèi)需加快研究的步伐，盡快掌握國外的這項新技術(shù)，應(yīng)用于皮革離型紙的生產(chǎn)。

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Comparative Analysis of the Main Properties of Foreign PU Leather Release Paper and Domestic Products

HUANG Xiao-lei*LIU Wen LIU Qun-hua
(China National Pulp and Paper Research Institute，Beijing，100061)

In this study，test methods of leather release paper performance are designed at the beginning．DE-7 and R-37 which are made in Japan are widely used to manufacture shoe artificial leather in our country recent years，and domestic products are made in Hong Kong and Zhejiang．The main properties of the Japanese products and the domestic products were compared．The results showed that the heat resistances of the domestic and the Japanese release papers are both well．The disadvantages of the domestic products are also pointed out:the strength is lower，the repeat use times and the types of embossed pattern are much less．At last the future development of domestic release paper is prospected．

release paper;peel strength;release ability;performance comparison

TS761.2

A

0254-508X(2011)11-0031-05

黃小雷女士，在讀碩士研究生;主要研究方向:特種紙和紙板。

(*E-mail:xiaoleicoolcool@sina．com)

2011-06-07(修改稿)

(責(zé)任編輯:趙旸宇)