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能叫醒我的不是鬧鍾,是TPU彈性體在壓延工藝的技術應用!

添加時間:  2018-11-28

壓延成型是熱塑性塑料的主要成型方法之一,主要加工方式是壓延機將樹脂(塑料)和各種添加劑透過密煉機或開煉機捏煉塑化和過濾掉雜質後,再通過兩個或兩個以上壓延輥之間隙加工成薄膜或片材,並調節壓延輥間隙用以控製產品的厚薄度,經由引離輥將產品從壓延機進行剝離或直接在線複合麵料,最終在透過冷卻輥冷卻定型達到壓延所得製品,而其中壓延工藝成型以PVC使用最為常見。









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TPU壓延


熱可塑性聚氨酯彈性體(TPU)是由含NCO官能基的二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)和大分子多元醇、擴鏈劑共同反應聚合而成的高分子材料。它的分子結構是由二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)和擴鏈劑反應得到的剛性嵌段以及二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)和大分子多元醇反應得到的柔性鏈段交替構成的。工程師通過應用不同原料與調節不同比例,可使TPU彈性體具有優異的物理性能,加上各種機械強度都非常優異,近年來在管材、線纜、傳送帶行業,TPU彈性體逐漸取代PVC的行業應用。




過去TPU彈性體一直無法通過壓延工藝生產,並被認定為不適合應用於壓延生產的材料,其主要原因為TPU加工過程造成機台扭力大,容易傷害傳動軸,造成設備負荷,生產TPU塑化過程具有黏性,造成加工設備與傳送帶出現黏附現象,無法加工,TPU加工範圍較窄,無法符合開放性質的壓延加工方式。因此TPU彈性體在擠出、吹塑、流延、注塑工藝早已大幅應用加工行,而TPU在壓延工藝上的應用卻少有聽聞;也限製了TPU在壓延工藝領域的產品應用。




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TPU壓延成型工藝


壓延工藝屬於一種多任務序連續式生產製程,具有生產效率高、產量大、可在線複合之優點,雖然相對於其他工藝略顯複雜,一旦掌握生產條件後,其生產力卻是所有工藝之最,每小時可達到800~1000KG產量,是其他工藝無法媲美的。




在塑化方麵,透過密煉機強烈的剪切作用使TPU各組份相互間充分剪切、混合、熔融,達到原材料混合均勻、溫度分布均勻目的; 在供料方麵,采用開煉機與擠出機,通過傳遞裝置將塑化後的料供給壓延機,同時達到再塑化之作用;在壓延方麵,使用壓延機在設置的溫度梯度內調整輥輪間距,將TPU壓擠成預定尺寸的薄膜或片材,或搭配底布進行在線複合,得到複合麵料產品;在壓花方麵,采用壓花輥和橡膠輥共同作用,使製品表麵得到一定的花紋,再經由冷卻輥降溫定型、切割收卷。




透過TPU彈性體性能改良,已可克服過去壓延工藝的限製,TPU彈性體透過壓延工藝最大優點在於可實現在線TPU複合麵料產品;TPU複合麵料就是用TPU薄膜複合在各種麵料上形成一種複合材料,結合兩者的特性得到一種新型麵料。




TPU複合麵料過去采用後貼方式達成,意即先做成TPU薄膜後再與麵料上膠貼合,主要由外部購買TPU薄膜後自行上膠貼合;而另一種在線複合,意即在麵料上已塗好膠水或者不上膠,TPU直接透過壓延工藝將薄膜複合在麵料上,做成TPU複合麵料或者夾網布與皮革製品。TPU延壓產品主要應用在膠皮/薄膜以及合成革/人造革這兩方麵。膠皮/薄膜主要是救生衣、潛水夾克、充氣船、帳篷、充氣床墊、氣囊、防水背包;合成革/人造革主要是沙發座椅、牆麵裝飾、運動地墊、箱包、汽車內飾、船舶座椅。




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TPU壓延革定義


TPU壓延革意即透過壓延生產工藝製得皮革,攻克壓延工藝對TPU材料的限製,不僅止於生產膠皮複合產品,更可直接透過壓延工藝生產100%環保皮革製品。並非所有TPU彈性體都可應用於壓延製程,並非所有TPU壓延級產品都可生產皮革。對於TPU壓延革應具備下列定義:


•皮革在整體生產過程不危害環境、不對環境造成汙染負擔;


•皮革在生產過程無毒無味,並且在終端應用不可對人體產生傷害;


•皮革具有生物降解性質,並且分解後不汙染環境。




對於新一代皮革製程,將要求更環保、更節能、對環境友善、可回收利用為方向。而在環保皮革議題上,現今市場上也具有許多解決方案提供參考。然而從性價比考慮,在沿用現有壓延設備考慮的投資成本,與TPU產品當前的成熟度之性能指針,TPU壓延革無非是最快可替代汙染製程的最佳解決方案。




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TPU壓延革優勢


針對合成革/人造革汙染問題,全新壓延級TPU材料,可完全解決傳統PVC人造革/PU合成革的環境汙染問題與缺點,采用壓延級TPU材料生產的壓延環保革具有環境友善材料、製程友善且合格率高、可替代PVC人造革/PU合成革、沿用現有壓延設備且不必重複投資 以及轉型升級、提升品牌價值的優勢。




具體來說,TPU屬於生物可降解,不會衍生環境新汙染,無色、無毒、無味環保材料,不含塑化劑、重金屬物質。采用壓延級TPU材料生產皮革,沒有VOC(揮發性有機化合物)排放問題,生產過程不使用任何有機溶劑與塑化劑,所得TPU環保合成革無有機溶劑殘留問題(DMF、甲苯、丁酮),生產製程環保,所產生的廢水、廢棄、廢棄物量少(可回收再製),且對於生產線操作人員不具有危害。產品的物性與耐磨擦、耐刮擦性能更是優於現有PVC人造革。TPU壓延革產品應用廣泛,舉凡箱包、鞋材、牆麵裝飾、沙發、汽車內飾等均可替代傳統PVC人造革與PU合成革相關應用。TPU壓延環保革可采用PVC人造革生產製程,生產廠商無須再投資購買或改造設備成本,既有PVC人造革生產設備即可直接生產。TPU壓延環保革具有優良物理性能與廣泛的產品應用,可完全采用PVC人造革工藝設備生產TPU壓延環保革,進行產業轉型升級,對於皮革產品價值更能提高另一層次。




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結論


TPU壓延係列產品不僅采用環保製程、材料,且無溶劑與VOC此類有害物質留存問題,也不會對操作人員造成危害,更可減省轉換設備成本,更重要的是能提升企業品牌、實現產業升級。隨著環保議題逐漸成為社會關注的焦點、多數國家的環保規範與政策也趨於嚴格,未來的產業趨勢必以“綠色”為重點發展,相信現在正是迎向綠色材料的新時機!