CN102168345A - 复合超细纤维人工皮革基布的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种复合超细纤维人工皮革基布的制备方法，包括以下步骤：(1)将海岛复合型纤维无纺布在聚氨酯的DMF溶液中浸渍；(2)在凝固液DMF的水溶液中进行凝固和发泡处理，制成含有微泡孔的弹性体；(3)水洗；(4)用有机溶剂溶去海岛型纤维中的“海”部分；(5)干燥、定形。其中，海岛型复合纤维无纺布是采用双螺杆海岛型复合纺丝设备制成的海岛型复合纤维制作的，其海相组份采用混合比例为45∶55到55∶45之间的PE与PA的共混物。由于海岛型复合纤维的海相中也包含了一定量的不定岛纤维，使综合的岛组份的比例显著提高，需要萃取出的PE相应减少，使制成的超纤基布的密度和物性得到提高。

Description

复合超细纤维人工皮革基布的制备方法

技术领域

本发明属于人工皮革制造技术，涉及一种人工皮革基布的制造方法，一种复合超细纤维人工皮革基布的制备方法。

背景技术

超细纤维人工皮革基布是超细纤维人工皮革的底坯，它直接决定了超细纤维人工皮革的物性和手感。超细纤维人工皮革基布是将海岛型纤维无纺布在聚氨酯的DMF(二甲基甲酰胺)溶液中浸渍，然后在凝固液DMF的水溶液中浸泡，进行凝固和发泡处理，再用有机溶剂溶去海岛型纤维中的“海”部分而制成。目前用在合成革行业的海岛型纤维生产方法共有二种，即定岛法和不定岛法海岛型纤维。

定岛法生产海岛型纤维是由二种聚合物通过双螺杆复合纺丝机分别熔融、进入海岛型纺丝组件，岛相和海相分别通过各自的路径在喷丝孔的出口处汇合喷出，形成海岛纤维，其岛相和海相在纤维的长度方向是连续、均匀分布的，岛数固定，一般在37岛以上，用这种方法生产的复合纤维的海组份与岛组份的比例通常为30∶70或20∶80，岛组份的含量较高，但是用这种生产工艺的关键设备部件喷丝板的加工费用大，维护成本高。岛数越多，喷丝板的开孔越少，生产能力较低，投资较大。

不定岛法生产海岛型纤维，常用锦纶切片PA6(尼龙6)和LDPE(低密度聚乙烯)在一定温度和条件下混合，经同一个螺杆挤压机熔融、共混，再经计量泵、纺丝组件喷出，形成不定岛的超细纤维。此种方法生产的海岛纤维其岛相不连续，不固定，生产成本低，产量高。但此法中岛相组份的比例较低，一般在50％左右，如果达到55％以上时，岛相就会出现不规则的异常形状(特别大的岛或岛与岛粘连)，由于海的成份较高，在用甲苯萃取后，纤维留下的空隙较多，密度较低，制成合成革的物性就相对较低。

发明内容

本发明旨在提出一种超细纤维人工皮革基布的制备方法，能减少基布制备时需要萃取出的PE量，并改善基布的物性，一种复合超细纤维人工皮革基布的制备方法。

这种复合超细纤维人工皮革基布的制备方法包括以下步骤：

(1)将海岛型纤维无纺布在聚氨酯的DMF溶液中浸渍；

(2)将(1)步所得半制品在凝固液DMF的水溶液中浸泡，进行凝固和发泡处理，将聚氨酯制成含有微泡孔的弹性体；

(3)水洗；

(4)用有机溶剂溶去海岛型纤维中的“海”部分；

(5)干燥、定形；

其中在(1)步中，所述的海岛型纤维无纺布采用海岛型复合纤维制成的无纺布，这种海岛型复合纤维的制造方法为：应用双螺杆海岛型复合纺丝设备，采用双螺杆海岛型复合纺丝方法，令熔融的岛相组份经海岛型复合纺丝板分成为多股细流，在喷丝孔入口处由熔融的海相组份包裹、一同挤出丝束，经冷却、上油、卷绕、落桶，再经后纺的集束、浸渍槽、第一牵伸机、水浴拉伸、第二牵伸机、水浴拉伸、第三牵伸机、上油、卷曲、松弛热定型和切断，成为海岛型复合短纤维，其中岛相组份为一种可进行熔融纺丝的又耐甲苯和DMF溶剂的高聚物，其中海相组份是混合比例为45∶55到55∶45之间的PE(聚乙烯)与PA(尼龙)的共混物。

本发明的方法由于采用海岛型复合纤维制成的无纺布制作基布，海岛型复合纤维中除了定岛型纤维外，海相中也包含了一定量的不定岛纤维，使综合的岛组份的比例显著提高，岛相比例高达85％左右，使需要萃取出的PE相应减少。海岛型复合纤维的单丝纤度为4～12dtex，岛相分离后单丝纤度为0.05～0.5dtex，海相中的岛分离后单丝纤度为0.001～0.3dtex，定岛纤维部分的绒毛长度均一、分布均匀，用此基布可制成高档的长毛型绒面革，因绒毛相对均匀，毛感强，毛羽不易脱落，也不易起球，而不定岛部分的超细纤维则增强了产品细腻的触感和密实的弹性感。

附图说明

图1为复合超细纤维人工皮革基布的制备工艺流程图；

图2为海岛型复合纤维的纺丝工艺流程图；

图3为海岛型复合纤维的后纺工艺流程图。

具体实施方式

如图1所示，这种复合超细纤维人工皮革基布的制备方法包括以下步骤：

(1)将用海岛型复合纤维制成的无纺布在聚氨酯的DMF溶液中浸渍；

(2)将(1)步所得半制品在凝固液DMF的水溶液中浸泡，进行凝固和发泡处理，将聚氨酯制成含有微泡孔的弹性体；

(3)水洗；

(4)用甲苯溶去海岛型纤维中的“海”部分；

(5)干燥、定形。

其中在(1)步中，所述的海岛型复合纤维的制造流程如图2所示：应用双螺杆海岛型复合纺丝设备，令熔融的岛相组份经海岛型复合纺丝板分成为多股细流，在喷丝孔入口处由熔融的海相组份包裹、一同挤出丝束，经冷却、上油、卷绕、落桶，制成海岛型复合纤维半制品；再经图3所示的后纺工艺，经集束、浸渍槽、第一牵伸机、水浴拉伸、第二牵伸机、水浴拉伸、第三牵伸机、上油、卷曲、松弛热定型和切断，制成海岛型复合短纤维，其中岛相组份为一种可进行熔融纺丝的又耐甲苯和DMF溶剂的高聚物，例如PA或PET或PTT；海相组份是混合比例为45∶55到55∶45之间的PE与PA的共混物。

上述海岛型复合纤维的制造中，海相可使用熔融指数为40～60MFI的低密度聚乙烯LDPE和相对粘度为2.6～3.2η的锦纶PA6的共混物，岛相与海相的重量比为：1∶0.4～2.3，岛相的岛数可以少一些，可为7～37个。

上述海岛型复合纤维的制造方法中，岛相采用PA6纺丝时，岛组份的熔体温度可控制在270～280℃，海相的熔体温度控制在265℃～285℃；岛相为PET纺丝时，岛组份的熔体温度可控制为280～290℃，海相的熔体温度控制在265℃～285℃；岛相为PTT纺丝时，岛组份的熔体温度可控制为255～265℃，海相的熔体温度控制在265℃～285℃。

上述海岛型复合纤维的制造方法所用的纺丝设备是双螺杆复合短纤生产设备，海岛喷丝板可以根据需要加工其孔数和岛数，岛数可选范围为7～37个，例如，采用规格为孔数×岛数×孔径＝520×16×0.35mm的喷丝板。螺杆和计量泵由变频调速控制。螺杆各区和箱体温度自动控制。

上述海岛型复合纤维的制造方法的具体工艺参数如下(海相以低密度聚乙烯LDPE和锦纶PA6的共混物为例)

①切片干燥

低密度聚乙烯LDPE本身不含水，PA6直接使用厂商已干燥好的干切片，为了保证二种原料在投料和计量混合过程中不吸水，保证纺丝顺利，干燥塔1底部通入0.3m³/小时的露点为-40℃的干燥N₂气进行保护，纺丝时PA6干切片含水率控制在1000ppm以下。

岛相PA6干切片的使用方式也是在干燥塔2底部通入0.3m³/小时的露点为-40℃的干燥N₂气进行保护，使切片含水率控制在1000ppm以下。

PET、PTT若是湿切片，使用前经过切片预结晶器和充填干燥塔进行干燥，切片含水率控制在100ppm以下。

②纺丝工艺参数：

原料重量比：定岛组份与海组份(低密度聚乙烯LDPE和锦纶PA6的共混物)重量比可以为：1∶0.4～2.3；

计量泵规格：15cc/rev；

根据成品纤度、原料配比计算，PA6在280℃下熔体密度1.04g/cm³，PET在285℃下熔体密度1.13g/cm³，LDPE+PA6的共混物在275℃下熔体密度0.875g/cm³；

螺杆转速：螺杆转速是由过滤器出口压力控制的，生产中过滤器出口压力控制为：PA6、PET、PTT90bar，LDPE+PA6 90bar；

螺杆温度：LDPE+PA6   130～285℃，

PA6        220～280℃，

PET        260～290℃，

PTT        200～265℃；

冷却风温度：14～18℃；

纺丝箱下部的抽风装置抽风风速：3.0m/秒，以便排除PA6、PE纺丝挥发出的单体；

纺丝速度：250～500m/min。

③卷绕工艺参数：

上油盘转速：20～30rpm/min；

油剂浓度为：1.5％；

卷绕速度：250～500m/min；

④后纺工艺参数：

集束旦数：70万dtex；

浸渍槽是水浴；

第一牵伸机速度：20～25m/min；

第二牵伸机速度：50-70m/min；

第三牵伸机速度：60～80m/min；

第一牵伸水浴温度：80～82℃；

第二牵伸水浴温度：82～90℃；

牵伸总倍数：2.8～3.8；

油剂槽油剂浓度：3％(江苏天音化工股份有限公司生产的YJS-3002锦纶专用油剂)；

油剂槽油剂温度：45～55℃；

丝束进卷曲机的温度：45～55℃；

卷曲机速度：60～80m/min；

松弛热定型温度：60～75℃；

松弛热定型时间：8～12min；

切断机速度：50～70m/min；

切断长度：51mm。

⑤纤维成品性能：

单丝纤密度：4～12dtex；

海相的岛分离后单丝纤度：0.001～0.3dtex；

定岛分离后单丝纤度：0.05～0.5dtex；

断裂强度：2.5～4.5CN/dtex；

断裂伸长率：50～120％；

卷曲数：15～25个/25cm；

含油率：2～3％。

这种复合超细纤维人工皮革基布的制备方法具有如下优点：

①海岛型复合纤维分离后的岛相比例高达85％左右，例如70％定岛组分和30％的不定岛组分的纤维中，其超细纤维的有效成分是85％，高于常规定岛型海岛纤维或不定岛型共混型超细纤维，从而使制成的基布的密度得到提高。

②海岛型复合纤维的海相的岛分离后单丝纤度为0.001～0.3dtex，定岛分离后单丝纤度为0.05～0.5dtex，定岛纤维部分的绒毛长度均一、分布均匀，用此复合超细纤维人工皮革基布可制成高档的长毛型绒面革，因绒毛相对均匀，毛感强，毛羽不易脱落，也不易起球，而不定岛部分的超细纤维则增强了产品细腻的触感和密实的弹性感。。

③海岛型短纤维在抽出PE组分后，定岛纤维的强度高，增加了基布的强力。定岛纤维的岛数可以选择得较少，可以为7～37岛，从而可降低纺丝组件制造成本，提高生产能力。

④海岛型短纤维选用不同的岛相，所制成的基布就有不同的风格。例如，定岛使用PET成份时，由于PET超细纤维的强度比PA6的大，而断裂伸长小，因此这类基布更适合用做车用革。若定岛使用PTT成份，由于PTT是高弹性纤维，所制成的基布弹性好，可作为服装革面料。

实施例1：车用革基布的制备

(a)纺丝原料：

定岛组份：涤纶切片，粘度为0.64dl·g^-1；

海组份：熔融指数为50MFI的LDPE和粘度为2.8η的PA6的共混物，其中：

PE，牌号MB9500，熔融指数为50，韩国LG公司生产，

锦纶切片，牌号M32800，相对粘度为2.8η；

(b)原料配比：重量比：PET/(LDPE+PA6)＝50/(25+25)；

(c)海岛喷丝板规格：孔数×岛数×孔径为520×16×0.35mm；

(d)螺杆挤压机：规格105，长径比L/D＝30∶1；

(e)计量泵规格：15cc/rev；

(f)冷却风温度：16℃，风速：2.5m/s，静态区高度：25mm；

(g)上油盘转速：22rpm/min，油剂浓度为：1.5％；

(h)纺丝(卷绕)速度：400m/min；

(i)纺丝工艺及物性：

表1.1纺丝工艺表

表1.2前纺原丝物性测试数据

纤度dtex	强度cn/dtex	伸长％	断裂功
				22.9	1.32	309	393

(j)延伸工艺及物性：

后纺延伸时的拉伸比设定为：第一牵伸比为2.96，第二牵伸比为1.08，总牵伸比为3.20倍，考虑到打滑系数，有效拉伸比为3.0倍。

表1.3延伸工艺表

表1.4延伸丝物性测试数据

用该海岛型复合纤维制成无纺布后经含浸PU，抽出PE，制成复合超细纤维人工皮革基布，其物性与普通PA6超纤基布相比，由于PET纤维刚性好，断裂伸长小，因此基布的热稳定性好，不易发生形变，是优秀的车用革材料(为了提高产能，通常厚度规格1.00mm以下的产品都是生产2.0mm以下的厚型产品再经过片皮机一剖为二的)。

制成的复合超细纤维人工皮革基布其物性与普通不定岛PA6超纤基布对比如下表：

表1.5(片皮处理后)0.90mm规格的车用革基布物性比较

这种复合超细纤维人工皮革基布与同品种普通超纤基布相比，强力和撕裂提高了30％～40％。基布的断裂伸长率下降了40％多，150℃5分钟收缩率下降了约1倍。

实施例2：弹性革基布的制备

(a)纺丝原料：

定岛组份：PTT切片，特性粘度1.10dl·g^-1；

海组份：熔融指数为50MFI的LDPE和粘度为2.6η的PA6的共混物，其中：

PE，牌号MB9500，熔融指数为50，韩国LG公司生产；

锦纶切片，牌号M32600，相对粘度为2.6η；

(b)原料配比：重量比：PTT/(LDPE+PA6)＝50/(25+25)；

(c)海岛喷丝板规格：孔数×岛数×孔径为520×16×0.35mm；

(d)螺杆挤压机：规格105，长径比L/D＝30∶1；

(e)计量泵规格：15cc/rev；

(f)冷却风温度：16℃，风速：2.0m/s，静态区高度：25mm；

(g)上油盘转速：22rpm/min，油剂浓度为：1.5％；

(h)纺丝(卷绕)速度：400m/min；

(i)纺丝工艺及物性：

表2.1纺丝工艺表

表2.2前纺原丝物性测试数据

纤度dtex	强度cn/dtex	伸长％	断裂功
				25.47	1.07	457	489

(j)延伸工艺及物性：

后纺延伸时的拉伸比设定为：第一牵伸比为2.7第二牵伸比为1.08，总牵伸比为2.92数，有效拉伸比为2.80，二牵水浴温度为82℃；

表2.3延伸工艺表

表2.4延伸丝物性测试数据

用该海岛型复合纤维制成无纺布后经含浸PU，抽出PE，制成复合超细纤维人工皮革基布，其物性与普通PA6超纤基布相比，由于PTT纤维有较高的拉伸性能和优秀的弹性回复性，制成的皮革基布同样具有优良的拉伸弹性和弹性回复性，是制作服装革面料的最佳材料。

制成的复合超细纤维人工皮革基布其物性与普通不定岛PA6超纤基布对比如下表：

表2.5(片皮处理后)0.50mm规格的服装革基布物性比较

普通0.50mm规格的PA6片皮品超纤基布，因强力，撕裂较低，其造面品只能做服装配饰部分。而PTT+PA6海岛型复合纤维的0.50mm规格的片皮品超纤基布，强力、撕裂值有了显著提高，其造面品可以直接作为服装面料独立使用。

Claims (5)

1.一种复合超细纤维人工皮革基布的制备方法，包括以下步骤：

(1)将海岛型纤维无纺布在聚氨酯的DMF溶液中浸渍；

(2)将(1)步所得半制品在凝固液DMF的水溶液中浸泡，进行凝固和发泡处理，将聚氨酯制成含有微泡孔的弹性体；

(3)水洗；

(4)用有机溶剂溶去海岛型纤维中的“海”部分；

(5)干燥、定形；

其特征是在(1)步中，所述的海岛型纤维无纺布为用海岛型复合纤维制成的无纺布，这种海岛型复合纤维的制造方法为：应用双螺杆海岛型复合纺丝设备，采用双螺杆海岛型复合纺丝方法，令熔融的岛相组份经海岛型复合纺丝板分成为多股细流，在喷丝孔入口处由熔融的海相组份包裹、一同挤出丝束，经冷却、上油、卷绕、落桶，再经后纺的集束、浸渍槽、第一牵伸机、水浴拉伸、第二牵伸机、水浴拉伸、第三牵伸机、上油、卷曲、松弛热定型和切断，成为海岛型复合短纤维，其中岛相组份为一种可进行熔融纺丝的又耐甲苯和DMF溶剂的高聚物，海相组份是混合比例为45∶55到55∶45之间的PE与PA的共混物。

2.如权利要求1所述的复合超细纤维人工皮革基布的制备方法，其特征是所述海岛型复合纤维的制造方法中的海相使用熔融指数为40～60MFI的低密度聚乙烯LDPE和相对粘度为2.6～3.2η的锦纶PA6的共混物，岛相与海相的重量比为：1∶0.4～2.3，岛相的岛数为7～37个。

3.如权利要求2所述的复合超细纤维人工皮革基布的制备方法，其特征是所述海岛型复合纤维的制造方法中岛相为PA6，纺丝时岛组份的熔体温度控制在270～280℃，海相的熔体温度控制在265℃～285℃。

4.如权利要求2所述的复合超细纤维人工皮革基布的制备方法，其特征是所述海岛型复合纤维的制造方法中岛相为PET，纺丝时岛组份的熔体温度控制在280～290℃，海相的熔体温度控制在265℃～285℃。

5.如权利要求2所述的复合超细纤维人工皮革基布的制备方法，其特征是所述海岛型复合纤维的制造方法中岛相为PTT，纺丝时岛组份的熔体温度控制在255～265℃，海相的熔体温度控制在265℃～285℃。

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