PU及上胶原理简介 ppt课件

PU及上胶原理简介1、PU簡介PU就是polyurethane的簡稱，中文名稱為聚氨酯，其主要官能基是由含活性氫之多元醇(polyol)或胺類(Amine)、異氰酸酯(Isocyanate)及鏈延長劑(Chainextender)反應而成的一種高分子聚合物，可分為硬鏈段(Hardsegment)和軟鏈段(Softsegment)，而其內部型態則由這兩種鏈段分別聚集的相所構成，而PU多變的物性與其內部型態關係密切，隨著不同單體搭配反映出之線性PU皆由軟、硬鏈段交替構成。其分子鏈上含有－NH－COO－之結構，分子量一般介於15~25萬之間。1、PU簡介化學官能鍵結構如下圖2、PU之基本結構PU之基本結構如圖所示：2、PU之基本結構Polyurethane軟、硬鏈結之基本結構圖：2、PU之基本結構Polyurethane之基本化學反應式：PolyolsR1—OH＋IsocyanatesR2—NCO＋ChainExtenderersR3—OHorR3—NH2＋Additives＝PolyurethaneR4—NHCOO—R5（Urethane）orR4—NHCONH—R5（Urea）3、PU之原料高分子二元醇(polyol)：如Polyester(聚酯類)、Polyether(聚醚類)。小分子二元醇(glycol)、二胺：如EG、BG、PG、HG、Diamine。異氫酸鹽(isocyanate)：芳香族異氫酸鹽(Aromatic)：常用的有TDI、MDI、….。脂肪族異氫酸鹽(Aliphatic)：常用的有H12MDI、IPDI。催化劑(catalyst)：Amine類、有機金屬類溶劑：一般有DMF、MEK、Tol、EcAc。其它添加劑：如UV吸收劑、抗氧化劑、抗黏劑等。4、PU之分類依PU之後加工製程，大致分爲軟泡已廣泛應用於沙發、床墊、包裝、服裝襯裏、汽車和摩托車座墊等領域。硬泡廣泛應用於冰箱、冰櫃、冷藏庫、工業管道、設備及建築保溫絕熱等。彈性體已用於汽車、油田設備零部件、紡織、印刷、冶金膠棍、防水、鞋底、合成革及纖維等。塗料則應用於木器家具漆、地板漆、設備防腐漆等。膠粘劑應用於鞋類、複合薄膜、密封膠和通用接著等。纖維加工PU樹脂應用於服裝、帳篷、戶外生活用品等。合成皮革應用於鞋類、沙發、汽車內裝等領域。A.合成皮應用5、PU的應用5、PU的應用B.塗層(防水透濕應用)5、PU的應用5、PU的應用C.貼合、接著、繫紗5、PU的應用5、PU的應用D.TPU(押出、射出、壓延)5、PU的應用5、PU的應用E.其他聚氨酯用途PU跑道軟泡5、PU的應用硬泡5、PU的應用6、PU上膠之目的及用途目的：防水、防風、繫紗、手感、價值感提昇美觀透濕性。用途：衣料、傘布、帳蓬、輕裝袋、工業用布-等。7、PU胶之优点软硬度可调整（100％M=10～400Kg/cm2），具有弹性，反拨性优、手感丰腴。物性优、皮膜强度大、光泽高、耐水压高。对各类布种密着性佳。一般用或防水透濕用(亲水性、乳化型)。黃變性、不黃變性，耐黃變性可依需要製造供應。耐寒性良、耐屈折性。耐溶剂性良好，可耐干洗。手感与温度变化影响小。7、PU胶之优点PU膠與Acrylate膠特性比較软8、上胶理论-布种(成份组成)A.NYLON66由己二酸与1,6-diamine合成B.NYLON6由己內醯胺合成8、上胶理论-布种(成份组成)b.polyester由TPA与1,2-EG合成(达克隆)8、上胶理论-布种(成份组成)c.COTTON(天然棉)8、上胶理论-接着原理8、上胶理论-接着原理其中CA-800D中之－NCO官能基会与之氢原子及布种中之之氢原子或~OH之官能基或等产生架桥反应或氢键之结合，使二种反应物成为密不可分之一体物。8、上胶理论-接着注意事项PU塗佈於各種布上，如不加入硬化劑(CA-800D、CA-805M)，只能稱為附著(二層體)，其缺點有容易脫膜或不耐搓揉之現象，而產生白化。架橋完全(curing完全)成品方可有耐久性(durability)，若架橋不完全，因為分子量不夠大或架橋密度不足容易產生提早水解，劣解而使成品劣化、破壞、耐水洗下降、耐水壓降低之情形。架橋劑添加愈多，韌性愈高，耐熱、耐溶劑性愈高。9、PU胶之分类a、二液型一般规格：N.V.＝40~70%Vis.＝800~1200ps/25℃溶剂＝MEK、TOL(主)、DMF(副)100%M＝5Kg/cm2↓稀释剂：MEK、TOL或不等比例混合二液型因分子量低，必须加入适量CA-800D(4~8%)与之混合再继反应而产生较大分子量及较多网状PU构造，方能产生具有系纱力、韧性、耐热、耐溶剂、耐水压之物性特性，其完成架桥反应所需时间约12~24小时。9、PU胶之分类架桥剂添加量与强度关系：(二液型)9、PU胶之分类架桥剂添加量与强度关系：(二液型)CA-800D添加物愈多，韧性愈高，耐热、耐溶剂性愈高。二液型加入CA-800D后有pot-life问，注意使用量之调配，CA-800D添加量愈多，pot-life会较短。二液型建议用于打底用接着、填缝、中低度特性用途要求，又因固成份较高，可涂布乙次提高耐水压、光泽度及厚身感。(高丹尼数之布种须用较高固形份填缝，才能显现较高耐水压)耐水洗与架桥剂量成正比，耐水解与原料有关。9、PU胶之分类b、1.5液型1.5液型为中分子量PU，需小量CA-800D(2~3%)与之反应，方能达到上述之PU之各项特性。一般规格：N.V.＝30~35%Vis.＝600~1000ps/25℃溶剂＝MEK、TOL(主)、DMF(副)100%M＝10~15Kg/cm2稀释剂：MEK、TOL或不等比例混合9、PU胶之分类c、一液型一液型为高分子量PU，除非特殊必要，否则不必添加架桥剂，而在溶剂充分干燥后，即可获得富有各种特性之皮膜。一般规格：N.V.＝25~30%Vis.＝250~600ps/25℃100%M＝20~40Kg/cm2(特殊规格80~400Kg/cm2)溶剂＝DMF、MEK、TOL稀释剂：MEK、TOL9、PU胶之分类用途建议：面层用(透明或添加色膏)，PVCtapping用、一般衣用。可加银浆、珠光粉等(但须作保护层处理以增加光泽及抗刮性、有卷边可能)。如不加CA-800D，一液型没有pot-life问题。因含溶剂较强或挥发性较低，须注意侵蚀底层或干燥完全一事。10、PU胶之使用注意事項二液型或1.5液型作打底用时，因需一段时间才能产生架桥，之后才能显现足够的接着、耐磨、耐溶剂侵蚀性。當稍微架橋后(一日后)才上TOP层较为正确之作法，以免发生面层之较强溶剂侵蚀底层而有手感变硬、耐水压降低、或表面疮孔之不良现象，也不能等完全架橋後在上面層，易發生底面接著不良脫膠情形。添加银浆、铝粉注意分散，pot-life一事(架桥剂添加量)，因银浆不耐刮，须作表面保护层处理。10、PU胶之使用注意事項凡是与基布接触之第一层，不论2PU、1.5PU、1PU，均需加入适量架桥剂，否则与基布无法接着，不耐搓揉而白化。凡是有添加架桥剂(不论2PU、1.5PU、1PU)，使用前0.5小时内才配所须使用量，不能一次即配好当次需要量，否则因时间差加工黏度不一致，影响品质甚巨(批次差)，甚或尾料黏度太大，gel。配料时，各添加量应精确，涂布量要适量并且要均匀(前、后、左、右)。须自行建立各管控点之作业流程(S.O.P.)，并随时更新之(增、删)。10、PU胶之使用注意事項例：原物料品检、品检项目。(OK→收料，差异→与厂商沟通)领料、配料、使用说明、注意事项，慎防客户抱怨、客诉。作业中，线上品检、异常发现、处理、减少大量不良品造成之损失。厂商提供之产品规格说明，务必详细了解，并能融会贯通。10、PU直接塗層加工方式PU直接塗層加工撥水處理。前撥、後撥壓光。溫度設定約在150℃，壓光次數依客戶需求，如重複壓光方向最好相同。上膠。依客戶需求選擇膠料(一般或透濕)，上膠次數(一底一面、二底一面、一底二面)，依機台差異(單塗頭、雙塗頭、浮刀、滾刀(羅拉塗層))設定加工條件(膠料黏度、上膠量(刀型、刀距)、車速、烘箱溫度)。PQC：手感、克重、牢度、水壓、透濕、貼條等。後整理：定型、驗布、包裝打卷。FQC：依客戶需求進行最終成品檢驗。11、加工實例介紹底料：NC-5005F100CA-805M4AC-6001TOL適量(加工粘度20,000-25,000cps/RT)面料NC-5038E100白膠20TOL適量(加工粘度8,000-10,000cps/RT)加工條件底料：烘箱溫度(90、100、120)、刀型，刀距(2.0，4m/m×2m/m)面料：烘箱溫度(90、130、160)、刀型、刀距(3.0，4m/m×2m/m)車速20m/min備註：耐水壓(mmH2O)>10000，五次水洗後水壓>2000(ISO811)透濕度g/m224hr（ASTME96BW法）>7000(BS7209)>65％11、加工實例介紹底料：NC-5000C100CA-805M4AC-6001TOL15-20(加工粘度20,000-25,000cps/RT)面料NC-5038E100白膠20TOL30(加工粘度8,000-10,000cps/RT)加工條件底料：烘箱溫度(110、120、130)、刀型，刀距(3.0，4m/m×2m/m)面料：烘箱溫度(110、150、160)、刀型、刀距(2.0，4m/m×2m/m)車速20m/min備註：耐水壓(mmH2O)>10000，五次水洗後水壓>5000(ISO811)透濕度g/m224hr（ASTME96BW法）>500011、加工實例介紹底料：NC-5000D100CA-805M4AC-6001TOL15-20(加工粘度20,000-25,000cps/RT)面料NC-5038E100白膠20TOL30(加工粘度8,000-10,000cps/RT)加工條件底料：烘箱溫度(110、120、130)、刀型，刀距(3.0，4m/m×2m/m)面料：烘箱溫度(110、150、160)、刀型、刀距(2.0，4m/m×2m/m)車速20m/min備註：耐水壓(mmH2O)>10000，五次水洗後水壓>3000(ISO811)透濕度g/m224hr（ASTME96BW法）>6000(BS7209)>65％11、加工實例介紹底料：NC-5001100CA-805M6AC-6001.5TOL15-20(加工粘度20,000-25,000cps/RT)面料NC-5038E100白膠20TOL30(加工粘度8,000-10,000cps/RT)加工條件底料：烘箱溫度(110、120、130)、刀型，刀距(3.0，4m/m×2m/m)面料：烘箱溫度(110、150、160)、刀型、刀距(2.0，4m/m×2m/m)車速20m/min備註：耐水壓(mmH2O)>10000，五次水洗後水壓>2000(ISO811)透濕度g/m224hr（ASTME96BW法）>7500(BS7209)>70％12、塗層加工問題PVCtapping貼不牢的情況可能原因如下：底料是否含有抗黏劑？底層架橋劑添加量是否正確？過多導致架橋密度太高，面層與底層無法接著。過少則會影響樹脂與布之間之接著強度。底層如用壓克力其與布之接著強度應考慮。面料所添加色膏之種類，其中是否含有其他助劑(抗黏劑)。面料架橋劑之添加量是否正確？以NC-9018F為例：CA-800之添加量應在1%以下。12、塗層加工問題PVCtapping貼不牢的情況可能原因如下：面層是否coating太薄（上膠量不足），使PVC接著點不足。面料上膠時塗佈不均，導致上膠不足部分無法貼合。稀釋劑之純度、含水率、酸及醇之含量均會影響架橋程度。布之種類如經撥水處理或特殊顏色如深綠或深紅等，均會影響接著強度。布中之染料是否水洗完全？染色之堅牢度等。Tapping之溫度與時間要恰到好處。PVCtape中含DOP、安定劑等遇熱移行。12、塗層加工問題PVCtapping貼不牢的情況可能原因如下：後添加助劑不適當或添加量過多析出表面，導致貼合不良。PVCtape存放時間過久或其本身添加之助劑（如DOP）滲出。PU面料添加架橋劑（硬化劑），添加過量時導致面料軟化點過高而無法貼合。基布底料上膠後未經適當時間熟成，就上PU面料產生面料侵蝕底料，導致無法貼合。貼合機台加工條件設定不當，或機台狀況不良，例如導輪之不正導致貼合壓力不均….等。12、塗層加工問題底面脫膠可能原因--MELAMINE系統底膠過度架橋，底膠上膠後烘乾溫度太高而架橋，面料無法侵蝕。底膠耐溶劑性強，烘乾後面料無法侵蝕。添加助劑不當導致底面接著不良（底面膠油滑感）。車速太慢，底膠滯留時間加長，底膠烘乾過度導致面膠侵蝕不良。架橋劑未加或加不夠，未加時撕開會很粘，布與面層同時會有膠，添加不夠時撕開不會很粘，布與面層膠會一塊一塊。架橋劑及促進劑添加量應隨底膠固含量不同而不同，架橋劑及促進劑配比不適當，導致底膠過度架橋。公司產品介紹一、纖維加工用PU樹脂--2液型PU本公司可依客戶需求，配合設計開發其他規格產品。一、纖維加工用PU樹脂--2液型PU本公司可依客戶需求，配合設計開發其他規格產品。一、纖維加工用PU樹脂--1液型PU本公司可依客戶需求，配合設計開發其他規格產品。一、纖維加工用PU樹脂--1液型PU本公司可依客戶需求，配合設計開發其他規格產品。一、纖維加工用PU樹脂—防水透濕本公司可依客戶需求，配合設計開發其他規格產品。一、纖維加工用PU樹脂—防水透濕本公司可依客戶需求，配合設計開發其他規格產品。二、一般塗層產品介紹NC-4515S、NC-5057、NC-5045R、NC-5058為二液型、軟質、一般PU樹脂，加工性優可高速塗佈，具有刀背不易留糊渣之特性，與NCO架橋劑、促進劑混合架橋後，塗佈作基布打底，有接著、防水、柔軟度佳、耐水壓優之特性，適合作衣料打底。NC-5060A為軟質、高固形份PU樹脂，具有一次塗佈後較高光澤及豐厚之手感(一刀彷二刀)，與CA-800D架橋劑架橋後，塗佈作基布打底，有繫紗、防水功用，可作一次塗佈使用，如需較高水壓可重複使用。適用於工業用布，尤其對於高丹尼布種有更佳之效果。二、一般塗層產品介紹NC-5125F、NC-9018B、NC-9018F、NC-9018E為一液型、一般PU樹脂，加工性優，具有刀背不易留糊渣之特性，塗佈烘乾成膜後，手感柔軟，表面乾爽，並且備有繫紗力強，防水、防風之效果。適用於衣用塗佈，對PU/PVC止水條之貼合(Tapping)有極佳之效果。NC-5008、NC-3030為一液型PU軟質樹脂，適用於基布之面塗及中塗層，可作為PU一次塗佈，使用時需加架橋劑。NC-5925一液型不黃變面料。NC-5056為中硬質，表層保護用PU樹脂，面層具光澤且耐刮、耐磨、與銀漿相溶性佳。NC-5400為超硬質面層，與其它樹脂相容性佳，可調整模量。三、防水透濕產品介紹NC-5005F、NC-5005P、NC-5000A為二液型、軟質、親水性PU樹脂，與Melamine、促進劑混合架橋后，塗佈作基布打底，有接著、防水、透濕、柔軟度佳、耐水壓優之特性。NC-5000C為1.5液型、軟質、親水性PU樹脂，可適用NCO架橋劑，塗佈作基布打底，有防水、透濕、柔軟度佳、耐水壓優之特性，用於衣料加工耐水洗優良，水洗後水壓保持率高。NC-5003為軟質、中低度透濕二液型PU樹脂，與CA-800D架橋劑架橋后，塗佈作基布打底，有繫紗、防水、透濕、耐水壓優之特性。三、防水透濕產品介紹NC-5038E為軟質一液型透濕防水PU樹脂，其特性為透濕面料、表面乾爽，抗回黏耐久性佳、手感及耐水壓優。NC-5169為軟質一液型透濕防水PU樹脂，其特性為高透濕面料、抗回黏耐久性佳、手感柔軟及耐水壓優，可適用於PVC貼條。NC-5139為軟質一液型、中低度透濕防水PU樹脂，其特性為抗回黏耐久性佳、手感及耐水壓優。機能性紡織品測試---透濕防水測試WaterVaporPermeability/WaterResistance透濕防水織物概念(一)所謂「透濕防水」是一種能防雨水穿透又能將汗液蒸氣排出的布料，外套內並不會發生結露而導致濕冷不舒服現象。「透濕性」係指在劇烈運動時身體釋放的蒸氣會藉由體表揮發至外部而達到降溫的效果及維持絕佳的舒適與乾爽。「防水性」是指布料具有完全抵擋水分穿透的能力，此布料通常是在布料表面以PU、鐵氟龍薄膜(PTFE)、TPU、TPE…等材料塗佈或以film貼合加工而成。透濕防水織物概念(一)透濕防水織物表現的方式有三種:直接塗佈(Directcoating)貼合(Lamination)高密度組織結構(High-densityweavestructure)無論是直接塗佈樹脂或薄膜貼合，其材質特性可分為微多孔型及親水型(無孔型)兩種，微多孔型每平方公分之樹脂或薄膜加工的表面含有數以萬計的微孔，這些微孔遠比水滴要小，因此即使在壓力之下也能完全阻擋水分的滲透，又能讓衣著內的水氣排出，保持乾爽。而親水型則係利用親水基將汗水吸附再藉由擴散、對流方式將汗水排出。依實際環境需求，有不同的耐水壓及透溼度組合布料。透濕防水織物概念(一)目前業界的技術水平貼合(Lamination)可達耐水壓40000mmH2O以上(ISO811)，透濕度20000g/m2‧24hr以上(JISL1099-B1)、Ret6(m2pa/w)以下。塗佈(Coating)可達耐水壓10000mmH2O以上(ISO811)，透濕度10000g/m2‧24hr以上(JISL1099-B1)。透濕防水織物概念(一)透濕度(WaterVaporPermeability/Transmission,WVP/T)讓人體在新陳代謝活動時所產生之熱氣(水蒸氣)，能透過紡織品排放到外界之特性防水(WaterProof)利用織物特性對外界環境，如下雨、風雪等所造成之水分，產生阻隔之效果透濕防水織物概念(二)透濕如何達成?微多孔膜(microporousfilm)運用水蒸氣與水的分子大小不同來達成代表商品：Gore-Tex透濕防水織物概念(二)透濕防水織物概念(二)無孔質親水膜(hydrophilicfilm)借「吸濕」、「擴散」、「放濕」三階段達成PU、TPU透濕防水織物概念(二)透濕防水織物概念(二)透濕防水織物概念(二)觀念澄清透濕≠透氣透濕(WaterVaporPermeability/Transmission,WVP/T)讓水蒸氣穿透紡織品排放到外界之特性透氣(AirPermeability)讓空氣自由通過紡織品的能力常被當成『防風/密閉效果』的指標與一般口語描述『透氣』『不閉濕（breathable）』的產品概念有不同常被當成『防風/密閉效果』的指標透濕防水產品的製造織造法使用超細纖維(Microfiber)與高支數、高密度通氣性(Ventile)棉織物，再經氟素或矽利康樹脂撥水處理，織造出所謂的「高密度織物」後加工法塗佈(coating)貼合(laminating)結合布與膜的技術好壞足以影響產品的功能等級透濕產品的評估指標(一)透濕功能的評估要點取一固定面積創造溼度移動趨力(Drivingforce)：溼度差使用放濕(水)或吸濕劑(氯化鈣、醋酸鉀)控制測試環境的溫度/溼度模擬溼度排出方向裝置試樣：膜向高濕處經過一定時間達到吸/放濕平衡計算結果透濕產品的評估指標(二)常見的透濕功能指標透濕量(WaterVaporPermeability)吸(放)濕劑重量差/(測試面積×測試時間)換算成24小時的透濕量，單位：g/m2×24hr透濕指數(WaterVaporPermeabilityIndex，WVPI)試樣之透濕量/標準樣(Referencefabric)透濕量換算成百分比，單位：%濕阻抗(WaterVaporResistance，Ret)維持固定面積之固定蒸氣壓所產生之功率大小試樣Ret=有試樣Ret-裸版Ret，單位：Pa．m2/W透濕性能測定法—美國ASTME96-00共細分為A、B（正水杯法）、BW（倒水杯法）、C、D、E（氯化鈣法）等6種試樣之膜面潮濕度較高處裝置透濕性能測定法—ASTME96-006種方法的詳細測試條件方法代號透濕杯內容物測試環境條件溫度溼度風速時間A氯化鈣 23±0.6℃ 50±2﹪RH 0.02～0.3m/s取樣8～10點至少需6HRB（正水杯）水BW（倒水杯）水C氯化鈣32.2±0.6℃D水E氯化鈣37.8±0.6℃90±2﹪RH透濕性能測定法—ASTME96-00最新修訂版：2000年（目前最新2005年版，大體同2000年版）與95年版最大差異：測試環境風速變小（2.8±0.25m/s→0.02～0.3m/s）測試時間：計時一定時間間隔（1hr），秤取8～10個重量穩定變化的點計算：測試前後重量差/（測試時間×測試面積）換算成24hr的透濕量（單位：g/m2×24hr）透濕性能測定法—日本JISL1099(1993)測試法：分A-1（氯化鈣法）、A-2（水杯法）、B-1（醋酸鉀法）、B-2（醋酸鉀法）等4種試樣之膜面潮濕度較高處裝置透濕性能測定法—JISL1099(1993)4種方法的詳細測試條件方法代號透濕杯內容物測試環境條件溫度溼度風速時間A-1氯化鈣40±2℃90±5﹪RH0.8m/s共2hr取第2hr之值A-2水40±2℃50±5﹪RHB-1醋酸鉀環境30±2℃水浴23℃15minB-2透濕性能測定法—英國BS7209紡織品透溼度測試設備：8個透濕杯的轉盤（turntable）條件：20±2℃，65±5﹪RH，風速＜0.1m/s方法：杯中盛定量的水(約46mL)1個裝標準樣(Referencefabric)其它的裝測試樣先1小時平衡後再經5小時後秤重計算：『透濕指數』WVPI＝WVPf/WVPref×100﹪透濕性能測定法—歐洲ISO11092(1993)/DIN/BSEN31092紡織品熱阻抗/濕阻抗測試（thermalresistance/water-vapourresistance;Rct/Ret）設備名稱：SweatingGuarded-hotplate(流汗熱板,又稱Skinmodel）測試條件：環境溫度：35±1℃，40±3﹪RH，風速1m/s熱板溫度：35℃，供水維持表面濕潤熱板面積：20cm×20cm先進行裸板（熱板上有一層賽珞玢）測試，再進行載有試樣的測試試樣Ret＝有試樣Ret－裸板之Ret單位：Pa﹒m2/w水蒸氣阻度Watervaporresistance,Ret防水產品的評估指標(一)防水(WaterProof,Waterresistance）功能的評估要點取一固定面積給予一水壓(水位)差水溫加壓速度模擬水的穿入方向裝置式樣：布面向水處防水產品的評估指標(二)常見的防水功能指標耐水壓(靜水壓,HydrostaricPressure)以「力/面積」、「水柱高」、「氣壓」等壓力單位表示常見單位換算1kg/cm2＝10000mmH2O1psi＝0.7mH2O＝700mmH2O1cmH2O＝10mmH2O1mbar＝10mmH2O1KPa＝102mmH2O防水性能測試法—日本JISL1092(1993)紡織品防水性能測試防水性能測試法—美國AATCC127防水性能測試法—歐洲測試方法ISO811(1981）--hydrostaticpressuretestBS2823(1982)--hydrostaticheadtestDINEN/BSEN20811(1992)--hydrostaticpressuretest測試要點3個方法皆相同，取樣面積：100cm2，5個2種水溫條件：20±2℃or27±2℃加壓速度：10±0.5or60±3cmH2O/min當膜面出現第3滴水滴滲透現象時，即記錄為該樣本的耐水壓值耐水壓等級Waterresistance