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改进之后,TPU弹性体在延压工艺的技术应用!

发布时间:2015-10-10 16:22:00   来源:CPRJ 中国塑料橡胶   浏览数:1499

压延成型是热塑性塑料的主要成型方法之一,主要加工方式是压延机将树脂(塑料)和各种添加剂透过密炼机或(万马力机)及喂料机(或开炼机)捏炼塑化和过滤掉杂质后,再通过两个或两个以上压延辊之间隙加工成薄膜或片材,并调节压延辊间隙用以控制产品的厚薄度,经由引离辊将产品从压延机进行剥离或直接在线复合面料,最终在透过冷却辊冷却定型达到压延所得制品,而其中压延工艺成型以PVC使用最为常见。

PVC一直以来都是压延工艺最主要的应用材料,使用塑化剂可轻易调整软硬度外,并可添加大量的填充物、助剂、滑剂来改善部分性能与控制较低廉的花费成本。也因为大量塑化剂添加,不仅对生产线工人健康产生危害,排放的VOC(挥发性有机化合物)也影响空气质量。

TPU压延成型工艺

TPU压延大行其道

热可塑性聚氨酯弹性体(TPU)是由含NCO官能基的二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)和大分子多元醇、扩链剂共同反应聚合而成的高分子材料。它的分子结构是由二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)和扩链剂反应得到的刚性嵌段以及二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)和大分子多元醇反应得到的柔性链段交替构成的。工程师透过不同原料应用与比例调节,可使TPU弹性体具有优异的回弹性与物性,加上各种机械强度都非常优异,近年来在管材、线缆、传送带行业,TPU弹性体逐渐取代PVC的行业应用

过去TPU弹性体一直无法透过压延工艺生产,并被认定为不适合应用于压延生产的材料,其主要原因为TPU加工过程造成机台扭力大,容易伤害传动轴,造成设备负荷生产TPU塑化过程具有黏性,造成加工设备与传送带出现黏附现象,无法加工TPU加工范围较窄,无法符合开放性质的压延加工方式。

因此TPU弹性体在挤出、吹塑、流延、注塑工艺早已大幅应用加工行,而TPU在压延工艺上的应用却鲜少听闻;也限制了TPU在压延工艺领域的产品应用。

TPU延压机台设备,A为密炼机,B为开炼机,C为挤出机,D为延压机,E为冷却辊,F为收卷机。

压延级TPU特点工艺

高鼎精密材料股份有限公司致力于TPU开发生产近20年,经技术团队三年研究,开发出TPU压延级材料;全新压延级TPU材料可完全适合现有压延工艺生产,符合100%绿色制程与100%环保产品,并具有塑化易加工、不沾辊、扭力低、可压纹、高频融接之压延级产品定义。


TPU压延成型工艺

压延工艺属于一种多任务序连续式生产制程,具有生产效率高、产量大、可在线复合之优点,虽然相对于其他工艺略显复杂,一旦掌握生产条件后,其生产力却是所有工艺之最,每小时可达到800~1000KG产量,是其他工艺无法媲美的。

在塑化方面,透过密炼机(或万马力机)强烈的剪切作用使TPU各组份相互间充分剪切、混合、熔融,达到原材料混合均匀、温度分布均匀目的; 在供料方面,采用开炼机与挤出机,通过传递装置将塑化后的料供给压延机,同时达到再塑化之作用;在压延方面,使用压延机在设置的温度梯度内调整辊轮间距,将TPU压挤成预定尺寸的薄膜或片材,或搭配底布进行在线复合,得到复合面料产品;在压花方面,采用压花辊和橡胶辊共同作用,使制品表面得到一定的花纹,再经由冷却辊降温定型、切割收卷。


TPU压延产品应用

透过TPU弹性体性能改良,已可克服过去压延工艺的限制,TPU弹性体透过压延工艺最大优点在于可实现在线TPU复合面料产品;TPU复合面料就是用TPU薄膜复合在各种面料上形成一种复合材料,结合两者的特性得到一种新型面料。

TPU复合面料过去采用后贴方式达成,意即先做成TPU薄膜后再与面料上胶贴合,主要由外部购买TPU薄膜后自行上胶贴合;而另一种在线复合,意即在面料上已涂好胶水或者不上胶,TPU直接透过压延工艺将薄膜复合在面料上,做成TPU复合面料或者夹网布与皮革制品。

TPU延压产品主要应用在胶皮/薄膜以及合成革/人造革这两方面。胶皮/薄膜主要是救生衣、潜水夹克、充气船、帐篷、充气床垫、气囊、防水背包;合成革/人造革主要是沙发座椅、墙面装饰、运动地垫、箱包、汽车内饰、船舶座椅。


TPU压延革定义

TPU压延革意即透过压延生产工艺制得皮革,高鼎精密材料攻克压延工艺对TPU材料的限制,不仅止于生产胶皮复合产品,更可直接透过压延工艺生产100%环保皮革制品。

并非所有TPU弹性体都可应用于压延制程,并非所有TPU压延级产品都可生产皮革。对于TPU压延革应具备下列定义:

•皮革在整体生产过程不危害环境、不对环境造成污染负担。

•皮革在生产过程无毒无味,并且在终端应用不可对人体产生伤害。

•皮革具有生物降解性质,并且分解后不污染环境。

对于新一代皮革制程,将要求更环保、更节能、对环境友善、可回收利用为方向。而在环保皮革议题上,现今市场上也具有许多解决方案提供参考。

然而从性价比考虑,在沿用现有压延设备考虑的投资成本,与TPU产品当前的成熟度之性能指针,TPU压延革无非是最快可替代污染制程的最佳解决方案。


TPU压延革优势

针对合成革/人造革污染问题,高鼎精密材料开发出TPU压延环保革材料;全新压延级TPU材料,可完全解决传统PVC人造革/PU合成革的环境污染问题与缺点,采用压延级TPU材料生产的压延环保革具有环境友善材料、制程友善且合格率高、可替代PVC人造革/PU合成革、沿用现有压延设备且不必重复投资 以及转型升级、提升品牌价值的优势。

具体来说,TPU属于生物可降解,不会衍生环境新污染,无色、无毒、无味环保材料,不含塑化剂、重金属物质。采用压延级TPU材料生产皮革,没有VOC(挥发性有机化合物)排放问题,生产过程不使用任何有机溶剂与塑化剂,所得TPU环保合成革无有机溶剂残留问题(DMF、甲苯、丁酮),生产制程环保,所产生的废水、废弃、废弃物量少(可回收再制),且对于生产线操作人员不具有危害。产品的物性与耐磨擦、耐刮擦性能更是优于现有PVC人造革。

TPU压延革产品应用广泛,举凡箱包、鞋材、墙面装饰、沙发、汽车内饰等均可替代传统PVC人造革与PU合成革相关应用。TPU压延环保革可采用PVC人造革生产制程,生产厂商无须再投资购买或改造设备成本,既有PVC人造革生产设备即可直接生产。

TPU压延环保革具有优良物理性能与广泛的产品应用,可完全采用PVC人造革工艺设备生产TPU压延环保革,进行产业转型升级,对于皮革产品价值更能提高另一层次。


结论

秉持着成为绿色产品的领航者的信念,TPU压延系列产品不仅采用环保制程、材料,且无溶剂与VOC此类有害物质留存问题,也不会对操作人员造成危害,更可减省转换设备成本,更重要的是能提升企业品牌、实现产业升级。随着环保议题逐渐成为社会关注的焦点、多数国家的环保规范与政策也趋于严格,未来的产业趋势必以“绿色”为重点发展,相信现在正是迎向绿色材料的新时机!

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