摘要：双组份无溶剂沙发用聚氨酯合成革具有真皮感强、耐用性好的优点，但其明显的塑胶感和手感僵硬问题，成为了限制其发展推广的重要因素。本文针对双组份反应型无溶剂沙发用聚氨酯合成革产品的柔软度单项指标，以全面质量管理理论中4M1E要素管理对柔软度的9项影响因素进行探究，分析4项主要影响因素和5项次要影响因素，并对主要影响因素提出相应的解决方法，可稳定提高双组份反应型无溶剂聚氨酯合成革的软硬度，降低塑胶感，为该工程领域产品质量提升提供经验。
关键词：无溶剂聚氨酯，合成革，柔软度，质量管理
引言
近年来，随着人民生活水平的提高，消费者对于聚氨酯合成革的综合使用性能要求也随之提高。聚氨酯合成革行业向环保、节能、减排的方向发展已经逐渐成为趋势，无溶剂聚氨酯合成革等新型材料由于具备绿色环保，物性高，加工能耗低，生产工序少等特点，逐渐开始替代传统全溶剂型聚氨酯合成革。但由于行业企业人员、设备、工艺水平迥异，制备出的无溶剂合成革易形成强烈塑胶感，手感僵硬，影响消费者的用品体验。因此，分析聚氨酯合成革领域成品柔软度的影响因素，并提出相应的解决方案十分必要。
1.双组份无溶剂聚氨酯合成革工序简介
目前，聚氨酯合成革行业内生产多采用干法贴面工艺：面层→中间层→双组份无溶剂发泡层→贴合基布及熟化：
（1）、面层及中间层制备：将面层浆料均匀涂覆在离型纸的正面，待面层完全烘干后，在其表面再次均匀涂覆中间层树脂浆料，浆料烘干后即在离型纸正面得到面层及中间层浆料层；
（2）、无溶剂发泡层制备：将无溶剂A/B组分分别加入对应储料罐中，设定搅拌频率充分搅拌，通过计量泵将A/B组分按照对应比例输送到混合头处，混合液充分搅拌均匀后通过喷枪浇注在面层及中间层浆料层上形成无溶剂发泡层，将其在适宜温度下预烘；
（3）、贴合及熟化：待形成粘度适宜的半透明膜，贴合手感好、物性高的基布，随后进入烘箱中高温熟化。将熟化后的聚氨酯合成革半成品从平纹离型纸上剥离开来，制备成纹路清晰的沙发用家具合成革【1】。
2.软硬度影响因素分析
2.1 4M1E要素管理简介：
本文采用全面质量管理理论中4M1E要素【2】对整个无溶剂聚氨酯合成革工艺流程进行分析，4M与1E具体是：人员（Man）、机器（Machine）、物料（Material）、方法（Method）、环境（Environment），其中：
人员：指制造产品的人员；机器：指制造产品所用的设备；物料：指制造产品所使用的原材料；方法：指制造产品所使用的方法；环境：指产品制造过程中所处的环境。
2.2无溶剂聚氨酯合成革生产工序影响因素分析
根据对聚氨酯合成革工序的现场分析，分别统计出影响软硬度的各项原因如下：
人的因素：对产品研究不透彻，对工艺认识不足，对生产车速控制不稳定；机器设备因素：搅拌转速异常、过滤网及管道堵塞；物料的因素：双组份AB料配比不对，无溶剂发泡层树脂水份异常，面层及无溶剂发泡树脂选择不当；操作方法因素：不清楚应用机理，配料不严谨。环境因素：双组份反应设备操作处环境温度低，湿度大；
3各项影响因素的分析
3.1 生产车速和干湿度的影响（人）
如果生产车速过快，表面物料潮，易被压入布基中，发泡量降低造成手感较硬。如车速过慢，发泡层粘接性能大大降低，造成界面剥离强度下降，影响耐用性能。生产车速根据烘箱设定温度及贴合处干湿度作适当调整，本因素为主因。
3.2 设备搅拌的影响（机器设备）
罐体内部搅拌速度过快，体系均匀性好，但物料中容易产生气泡，物料混合后料温过高会导致反应加快，不利于生产车速控制，粘接性能下降；搅拌速度慢，体系填料容易下沉集聚堵塞过滤网，造成AB料配比不均衡影响交联反应【3】，生产时可检查搅拌转速是否在规定范围内，本因素为次因。
3.3 过滤网及管道堵塞的影响（机器设备）
过滤网和管道有杂质和团聚的物料堵塞，会影响AB组分的有效含量，破坏体系的反应平衡。生产时检测过滤网是否有颗粒物，本因素为次因。
3.4 面层及无溶剂发泡树脂类型影响（物料）
干法树脂本身模量影响因素较大，模量越高成膜刚性越强，易产生塑胶感，手感僵硬。可采用中低模量树脂搭配有机硅/氟类助剂，可提升手感和耐摩性能。
双组份反应型无溶剂发泡树脂通常为聚酯多元醇和异氰酸酯两组分，宜采用新型软质慢回弹型无溶剂发泡聚氨酯物料。在不影响耐用性的前提下，可适当降低R值（异氰酸酯中-NCO与多元醇中-OH的摩尔数之比），R值越高，手感越硬【4】，因此，本因素为主因。
3.5 物料配比的影响（物料）
AB两种物料分别由两条管道输送到出料枪体内混合，聚酯多元醇过量，交联反应不完全，导致花纹定型差，产品的耐磨耐水解性能严重下降；异氰酸酯过量，发泡体系的刚性增加，产品手感僵硬。生产时应定时检测标定值，本因素为次因。
3.6 聚酯多元醇水份、填料的影响（物料）
聚酯多元醇中水份过少，发泡不充分，成革手感较硬；水份过多，多余的聚酯多元醇残留在体系中，造成花纹定型差，耐水解和耐磨等性能下降。水份并非越多越好，应综合各项物性考虑设定上下限并严格控制。不同填料对树脂体系稳定性和成品手感影响较大，常规的填料为碳酸钙和氢氧化铝【5】，本因素为主因。
3.7 贴面工艺影响（操作方法）
浮刀工艺较平刀工艺的皮膜厚度薄，在同种树脂类型条件下，浮刀工艺手感优于平刀工艺，但浮刀工艺耐磨稳定性略差，可通过使用高耐磨性低模量树脂及耐磨助剂等方式强化各项物性。面层二刀总厚度越厚，模量大的聚氨酯材料比重越大，产品的软硬度会越小，易造成手感僵硬的问题。本因素为主因。
3.8 配料准确性的影响（操作方法）
物料的配方组分均为较优组合，配料时应准确添加每一种组分，否则会造成颜色、体系流平性、反应稳定性等生产异常。生产时可检查是否按配方单执行，本因素为次因。
3.9 无溶剂工序环境温湿度的影响（环境）
双组份无溶剂发泡反应体系对温度和湿度较为敏感，温度过高过低会破坏反应速率，不利于生产车速稳定。湿度过高或过低，会在微观层面上影响体系的水含量，造成发泡的不均匀，要尽量做到恒温恒湿，本因素为次因。
4.结论：
双组份聚氨酯合成革在生产过程中，影响其成品软硬度的因素较多，单因素之间会相互影响制约，因此需要综合考虑。
1、选择模量低且物性优的面层树脂，配合适当助剂，提高耐磨耐水解等耐用性；针对无溶剂发泡树脂，宜采用新型软质慢回弹型无溶剂发泡聚氨酯物料。在不影响耐用性的前提下，可以适当降低R值，R值越高，手感越硬；
2、在二刀相同时，浮刀工艺的手感优于平刀工艺，但浮刀工艺耐磨稳定性略差，可通过使用高耐磨性低模量树脂及助剂等方式，强化各项物性；
3、A料中水分少，手感较硬，需综合各项物性考虑设定上下限并严格控制；
4、车速过快，贴合物料偏潮，成革手感偏硬，生产车速根据烘箱设定温度及贴合处干湿度作适当调整；
5、一方面加强操作人员和技术人员的专业技能培训，提高工艺管理水平；另一方面制定和完善管理制度，鞭策员工严格按照规范和标准操作，确保每道工序的质量。
通过以上多因素结合管理，可有效提高无溶剂合成革的手感，提升产品品质。
参考文献：
【1】马兴元, 吴泽, 张淑芳,等. 无溶剂聚氨酯合成革的成型机理与关键技术[J]. 中国皮革, 2013, 42(017):11-13.
【2】王赓, 张猛. 影响工程质量因素(4M1E)的新思路分析与研究[J]. 天津城建大学学报, 2014, 20(002):96-100.
【3】吴泽. 无溶剂聚氨酯合成革的制备工艺与性能研究[D]. 陕西科技大学, 2014.
【4】高静, 马兴元, 段月,等. 硬段含量对合成革用无溶剂聚氨酯性能的影响[J]. 中国皮革, 2018, 047(001):30-34.
【5】张健, 董火成, 赵修文,等. Al(OH)_3在无溶剂聚氨酯合成革发泡层中的应用研究[C]// 中国聚氨酯工业协会第19次年会论文集. 2018.