CN102304858B - 超细纤维高仿头层皮合成革的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超细纤维高仿头层皮合成革的制备方法，该方法以尼龙6和低密度聚乙烯为原料纺制出海岛型复合纤维，用海岛型复合纤维制作无纺布，用高固含量的聚氨酯浆料对无纺布的一表面进行涂刮，用低固含量的聚氨酯浆料对无纺布进行浸润，浸润后将无纺布通过二甲基甲酰胺的水溶液，使聚氨酯凝固并形成泡孔，制得合成革半成品，将合成革半成品通过甲苯，将海岛纤维中的海组分低密度聚乙烯分离出来，使海岛型复合纤维剥离为超细纤维，经沸水洗去甲苯，烘干后，便制得超细纤维高仿头层皮合成革。该方法生产出的产品具有梯度感强，手感丰满，表面折纹细腻，弯折后韧性强的优点，在减少污染、动物保护、生态保护等方面具有积极效果。
Description
技术领域
本发明涉及合成革的制备方法，具体涉及一种超细纤维高仿头层皮合成革的制备方法。
背景技术
超细纤维合成革是一种用极细的纤维做成的新型高档次的人造皮革，可以用作鞋、箱包、家具、汽车内饰等各个领域，具有真皮的特性以及比真皮更加优越的物性指标。它是以三维网络状结构超细纤维非织造布为基布的聚氨酯合成革，是近几年发展起来的新一代合成革，有人称其为第四代人工皮革，可与高级天然皮革相媲美，具有天然皮革所固有的透气透湿性，并且在耐化学性、物理性能、防霉变性等方面都超过了天然皮革。
目前，合成革的生产和研发一直以接近天然皮革为目的，超细纤维合成革是目前最接近天然皮革的产品，但其与天然头层皮革还是有一定的差距，主要差别在于天然头层皮革具有很好的梯度感，其表皮层和底层在密度上具有较大的差异，表皮层密度高，底层密度低，这一特点使其手感丰满，表面折纹细腻，弯折后韧性强。而目前的合成革生产的产品其表层和底层密度呈均一性没有差异，所以没有天然头层皮丰满的手感和细腻的表面效果，导致无法取代头层皮，更无法达到头层皮的价位。
超细纤维合成革无论在外观、手感还是内部结构上已经非常接近天然皮革，是目前代替天然皮革的最理想产品，其市场占有率逐年提升。我国超细纤维合成革近些年来发展迅速，但技术水平与国际先进水平还有一定差距，主要以中、低端产品为主。
超细纤维高仿头层皮合成革的研制成功，有效地解决了天然头层皮目前还没有取代产品的现状，更使超细纤维合成革生产的技术水平大幅提升，赶超国际先进水平，增强了产品在国内国际市场的竞争力。同时在减少污染、动物保护、生态保护等方面起到积极作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种超细纤维高仿头层皮合成革的制备方法。
为了实现上述目的，本发明所提供的超细纤维高仿头层皮合成革的制备方法，包括以下步骤：
（1）复合纤维的纺制
以尼龙6和低密度聚乙烯为原料纺制出海岛型复合纤维，海岛型复合纤维中的岛组分为尼龙6，海组分为低密度聚乙烯；
（2）无纺布的制作
用步骤（1）中制得的海岛型复合纤维制作无纺布，并对无纺布进行热定型；
（3）聚氨酯的涂刮
将二甲基甲酰胺加入到固含量为30-45%的聚酯型或聚醚型聚氨酯浆料中，调节粘度到10000-70000CPS，制得涂刮浆料，然后将涂刮浆料涂刮于定型处理后的无纺布的一表面，获得表面具有高密度层的无纺布；
（4）无纺布的含浸
将二甲基甲酰胺加入到聚酯型或聚醚型聚氨酯浆料中，调节聚氨酯浆料的固含量至10-26%制得混合浆料；向上述混合浆料中加入混合浆料质量的0.5-4%的流平剂、混合浆料质量的0.5-4%的渗透剂、混合浆料质量的0.5-4%的固化剂和混合浆料质量的0.5-4%的消泡剂，搅拌均匀制得含浸浆料；将步骤（3）中得到的无纺布通过含浸浆料，使其含浸充分；
（5）聚氨酯的固化
将含浸后的无纺布通过浓度为15-40％和温度20-35℃的二甲基甲酰胺的水溶液，使聚氨酯凝固并形成泡孔，制得合成革半成品；
（6）复合纤维的抽出分离
将步骤（5）中的得到的合成革半成品，通过温度80-95℃的甲苯，使海岛型复合纤维中的海组分分离出来，然后经沸水清洗除去甲苯，烘干后，便制得超细纤维高仿头层皮合成革。
所述尼龙6和低密度聚乙烯的质量比为50∶50-60∶40。
所述步骤（2）中无纺布的制作工艺参数要求为针刺频率500-1500刺/min、针刺密度1000-2000刺/m2、铺网层数25-40层、平均克重150-800g/m2和无纺布的车速2-5m/min。
所述的超细纤维高仿头层皮合成革的制备方法，还包括对步骤（6）中制得的超细纤维高仿头层皮合成革进行后整理的步骤，后整理的步骤包括磨毛、染色、化柔、抗菌、防臭。
本发明所用原料均为市售产品，其中聚氨酯浆料为高弹性聚氨酯浆料，流平剂的主要成分为多元共聚物为基础的改性硅，其生产厂家为嘉兴市东京化工有限公司、三河市鑫永化工助剂厂，渗透剂的主要成分为琥珀酸酯磺酸盐，其生产厂家为金湖县金陵化工助剂厂、三河市鑫永化工助剂厂，固化剂的主要成分为山梨糖醇油酸酯类，其生产厂家为金湖县金陵化工助剂厂、三河市鑫永化工助剂厂，消泡剂的主要成分为二甲基硅油，其生产厂家为金湖县金陵化工助剂厂、三河市鑫永化工助剂厂。
流平剂作用有二，一是在湿法合成革的凝固过程中，生成连续均匀的微孔结构，在水洗过程中，提高DMF（二甲基甲酰胺）洗涤效果，使残存在基布中的DMF含量降到最低限度，提高透气、透湿性能，增强真皮感；二是赋予合成革表面光亮度和滑爽性。渗透剂主要是加强聚氨酯浆料对基布的渗透和润湿性能，还能提高水和 DMF 的交换速度。固化剂是一种高级的亲油性乳化剂，对无纺布的纤维具有良好的平滑作用，可以增加合成革的滑润性和柔软性。消泡剂主要是消除无纺布中带进聚氨脂含浸液中的空气以及浆料在搅拌过程中产生的气泡，增加聚氨酯和纤维之间的浸润性。
本发明的生产步骤中，步骤（1）所述的海岛型复合纤维的纺制和步骤（2）所述的无纺布的制作，均为现有技术；步骤（5）所述的聚氨酯的固化，是利用DMF与水无限混溶的特点，将聚氨酯浆料中的DMF脱出，在浓度为15-40％和温度25-35℃的二甲基甲酰胺的水溶液中使聚氨酯浆料中的DMF脱出，使得聚氨酯浆料中的DMF脱出速度可控，聚氨酯凝固后形成的泡孔大小和分布更加均匀，可有效提高产品的品质。
本发明使用尼龙6和低密度聚乙烯共混熔融纺丝制成海岛型纤维，再利用甲苯将海岛纤维中海的成分低密度聚乙烯分离出来，形成超细纤维，增加产品的透气性、柔软性和回弹性。聚氨酯浆料选用髙固含量树脂进行涂刮，低固含量树脂进行含浸，使产品的上下层聚氨酯浆料的固含量不同，从而形成梯度。本发明所述方法制备的产品由上到下之间形成梯度差，上层密度大、下层密度小，加上超细纤维合成革特有的类似天然皮革的微观结构和外观，实现了制备高仿头层皮革的目的，使超细纤维合成革进一步扩大应用领域，提升我国超细纤维合成革的国际竞争力。本发明使用的有机溶剂主要有DMF和甲苯，在整个的生产过程中由于建立了回收系统，将DMF和甲苯进行回收再利用，达到生产过程中的循环利用、减少污染目的。而真皮在生产过程中使用了重金属砷、铬等，回收利用难度大，对环境污染大。本发明所述方法生产出的产品，可以更大范围的取代天然皮革，在减少污染、动物保护、生态保护等方面起到积极作用。
综上所述，本发明生产出的产品具有梯度感强，手感丰满，表面折纹细腻，弯折后韧性强的优点，在减少污染、动物保护、生态保护等方面具有积极效果。
具体实施方式
实施例1
(1)复合纤维的纺制
将尼龙6切片和低密度聚乙烯按照50：50的质量比进行混合，通过螺杆挤压机挤压熔融，控制纺丝温度范围为245-285℃，经过冷却吹风（风温25℃）、牵伸（牵伸倍数4.5倍）、上油（油剂浓度为4.0%）、卷曲（卷曲数为20个/25mm）和切断，纺制出6D×51mm的海岛型复合纤维，复合纤维中尼龙6为岛组份，低密度聚乙烯为海组分。
(2)无纺布的制作
用步骤（1）中制得的海岛型复合纤维制作幅宽1.55m和厚度为1.50-1.70mm的无纺布，在温度110—140℃条件下，将无纺布通过轧辊轧压定型，使其密度达到0.29g/cm3、厚度达到1.48mm。无纺布制作的工艺参数为针刺频率 500—1000刺/min、针刺密度 1000—1500刺/m2、铺网层数35层、平均克重420g/m2以及无纺布的车速3.20m/min。
（3）聚氨酯的涂刮
将DMF（二甲基甲酰胺）加入到固含量为30%的聚酯型聚氨酯浆料中，调节粘度到70000CPS（常温25℃），制得涂刮浆料，然后将涂刮浆料涂刮于热定型处理后的无纺布的正面，经过5分钟的时间使聚氨酯浆料充分渗入无纺布之中，形成表面高密度层。
（4）无纺布的含浸
将DMF（二甲基甲酰胺）加入到聚酯型聚氨酯浆料中，调节固含量到18%，制得混合浆料，然后加入质量为混合浆料0.5%的流平剂、0.5%的渗透剂、1.5%的固化剂和0.5%的消泡剂，搅拌均匀制得含浸浆料，将步骤（3）中得到的无纺布通过含浸浆料进行含浸，并通过轧车挤压使其含浸充分，形成低固含量聚氨酯层。
（5）聚氨酯的固化
将含浸后的无纺布通过浓度为15%的二甲基甲酰胺的水溶液，在35℃凝固温度条件下，使聚氨酯凝固并形成泡孔，制得合成革半成品。
（6）复合纤维的抽出分离
将步骤（5）中的得到的合成革半成品，通过80℃的甲苯中，将海岛纤维中的海组分低密度聚乙烯分离出来，使复合纤维剥离为超细纤维，再经过沸水将甲苯洗净，烘干后，就制得到超细纤维高仿头层皮合成革。
上述超细纤维高仿头层皮合成革再经过化揉、磨毛、染色、抗菌、防臭、防水等后整理工序，便可制成不同功能的产品，达到不同客户的要求。
实施例2
(1)复合纤维的纺制
将尼龙6切片和低密度聚乙烯按照55：45的质量比例进行相应的混合，通过螺杆挤压机挤压熔融，控制纺丝温度范围为245-285℃，经过冷却吹风（风温20℃）、牵伸（牵伸倍数4倍）、上油（油剂浓度为6.0%）、卷曲（卷曲数为17个/25mm）和切断，纺制出7D×38mm的海岛型复合纤维，复合纤维中尼龙6为岛组份，低密度聚乙烯为海组分。
(2)无纺布的制作
用步骤（1）中制得的海岛型复合纤维制作幅宽1.65m和厚度为1.95-2.15mm的无纺布，在温度110—140℃条件下，将无纺布通过轧辊轧压定型，使其密度达到0.30g/cm3、厚度达到1.75mm。无纺布制作的工艺参数为针刺频率 1000—1500刺/min、针刺密度 1500—2000刺/ m2、铺网层数40层、平均克重520g/m2以及无纺布的车速2.80m/min。
（3）聚氨酯的涂刮
将DMF（二甲基甲酰胺）加入到固含量为40%的聚酯型聚氨酯浆料中，调节粘度到25000CPS（常温25℃），制得涂刮浆料，然后将涂刮浆料涂刮于热定型处理后的无纺布的正面，经过5分钟的时间使聚氨酯浆料充分渗入无纺布之中，形成表面高密度层。
（4）无纺布的含浸
将DMF（二甲基甲酰胺）加入到聚酯型聚氨酯浆料中，调节固含量到26%，制得混合浆料，然后加入质量为混合浆料的4.0%的流平剂、3.0%的渗透剂、4.0%的固化剂和2.5%的消泡剂，搅拌均匀制得含浸浆料，将步骤（3）中得到的无纺布通过含浸浆料进行含浸，并通过轧车挤压使其含浸充分，形成低固含量聚氨酯层。
（5）聚氨酯的固化
将含浸后的无纺布通过浓度为25%的二甲基甲酰胺的水溶液，在30℃凝固温度条件下，使聚氨酯凝固并形成泡孔，制得合成革半成品。
（6）复合纤维的抽出分离
将步骤（5）中的得到的合成革半成品，通过90℃的甲苯中，将海岛纤维中的海组分低密度聚乙烯分离出来，使复合纤维剥离为超细纤维，再经过沸水将甲苯洗净，烘干后，就制得到超细纤维高仿头层皮合成革。
上述超细纤维高仿头层皮合成革再经过化揉、磨毛、染色、抗菌、防臭、防水等后整理工序，便可制成不同功能的产品，达到不同客户的要求。
实施例3
(1)复合纤维的纺制
将尼龙6切片和低密度聚乙烯按照60：40的质量比例进行相应的混合，通过螺杆挤压机挤压熔融，控制纺丝温度范围为245-285℃，经过冷却吹风（风温16℃）、牵伸（牵伸倍数6倍）、上油（油剂浓度为10%）、卷曲（卷曲数为22个/25mm）和切断，纺制出5D×64mm的海岛型复合纤维，复合纤维中尼龙6为岛组份，低密度聚乙烯为海组分。
(2)无纺布的制作
用步骤（1）中制得的海岛型复合纤维制作幅宽1.70m和厚度为3.10-3.30mm的无纺布，在温度110—140℃条件下，将无纺布通过轧辊轧压定型，使其密度达到0.28g/cm3、厚度达到3.0mm。无纺布制作的工艺参数为针刺频率 800—1200刺/min、针刺密度 900—1700刺/m2、铺网层数25层、平均克重800g/m2以及无纺布的车速2.0m/min。
（3）聚氨酯的涂刮
将DMF（二甲基甲酰胺）加入到固含量为45%的聚酯型聚氨酯浆料中，调节粘度到10000CPS（常温25℃），制得涂刮浆料，然后将涂刮浆料涂刮于热定型处理后的无纺布的反面，经过5分钟的时间使聚氨酯浆料充分渗入无纺布之中，形成表面高密度层。
（4）无纺布的含浸
将DMF（二甲基甲酰胺）加入到聚酯型聚氨酯浆料中，调节固含量到10%，搅拌均匀制得混合浆料，然后加入质量为混合浆料的1.5%的流平剂、4.0%的渗透剂、0.5%的固化剂和1%的消泡剂，搅拌均匀制得含浸浆料，将步骤（3）中得到的无纺布通过含浸浆料进行含浸，并通过轧车挤压使其含浸充分，形成低固含量聚氨酯层。
（5）聚氨酯的固化
将含浸后的无纺布通过浓度为35%的二甲基甲酰胺的水溶液，在温度20℃条件下，使聚氨酯凝固并形成泡孔，制得合成革半成品。
（6）复合纤维的抽出分离
将步骤（5）中的得到的合成革半成品，通过95℃的甲苯中，将海岛纤维中的海组分低密度聚乙烯分离出来，使复合纤维剥离为超细纤维，再经过沸水将甲苯洗净，烘干后，就制得到超细纤维高仿头层皮合成革。
上述超细纤维高仿头层皮合成革再经过化揉、磨毛、染色、抗菌、防臭、防水等后整理工序，便可制成不同功能的产品，达到不同客户的要求。
实施例4
(1)复合纤维的纺制
将尼龙6切片和低密度聚乙烯按照58：42的质量比例进行相应的混合，通过螺杆挤压机挤压熔融，控制纺丝温度范围为245-285℃，经过冷却吹风（风温18℃）、牵伸（牵伸倍数5倍）、上油（油剂浓度为8%）、卷曲（卷曲数为19个/25mm）和切断，纺制出7D×51mm的海岛型复合纤维，复合纤维中尼龙6为岛组份，低密度聚乙烯为海组分。
(2)无纺布的制作
用步骤（1）中制得的海岛型复合纤维制作幅宽1.60m和厚度为2.50-2.70mm的无纺布，在温度110—140℃条件下，将无纺布通过轧辊轧压定型，使其密度达到0.27g/cm3、厚度达到2.40mm。无纺布制作的工艺参数为针刺频率 600—1200刺/min、针刺密度 1200—1600刺/m2、铺网层数30层、平均克重640g/m2以及无纺布的车速2.40m/min。
（3）聚氨酯的涂刮
将DMF（二甲基甲酰胺）加入到固含量为35%的聚酯型聚氨酯浆料中，调节粘度到50000CPS（常温25℃），制得涂刮浆料，然后将涂刮浆料涂刮于热定型处理后的无纺布的正面，经过5分钟的时间使聚氨酯浆料充分渗入无纺布之中，形成表面高密度层。
（4）无纺布的含浸
将DMF（二甲基甲酰胺）加入到聚酯型聚氨酯浆料中，调节固含量到22%，制得混合浆料，然后加入质量为混合浆料2.0%的流平剂、2.0%的渗透剂、2.0%的固化剂和4.0%的消泡剂，搅拌均匀制得含浸浆料，将步骤（3）中得到的无纺布通过含浸浆料进行含浸，并通过轧车挤压使其含浸充分，形成低固含量聚氨酯层。
（5）聚氨酯的固化
将含浸后的无纺布通过浓度为40%的二甲基甲酰胺的水溶液，在25℃凝固温度条件下，使聚氨酯凝固并形成泡孔，制得合成革半成品。
（6）复合纤维的抽出分离
将步骤（5）中的得到的合成革半成品，通过85℃的甲苯中，将海岛纤维中的海组分低密度聚乙烯分离出来，使复合纤维剥离为超细纤维，再经过沸水将甲苯洗净，烘干后，就制得到超细纤维高仿头层皮合成革。
上述超细纤维高仿头层皮合成革再经过化揉、磨毛、染色、抗菌、防臭、防水等后整理工序，便可制成不同功能的产品，达到不同客户的要求。
将实施例1-4制得的高仿头层皮合成革和相同厚度的真皮（牛皮）进行物理性能指标测试，测试结果见表1。
表1 高仿头层皮合成革与真皮物的理性能指标表
上述撕裂强度的参数通过拉伸机测试所得，低温耐折的参数通过皮革耐挠试验机测试所得。
从上表中不难看出，本发明所述方法制得的高仿头层皮合成革与同尺寸的真皮相比重量更轻，无论在抗撕裂能力，还是低温耐折性上，都明显优于真皮。高仿头层皮合成革的上下层密度比与真皮更接近，是真皮的理想替代品。
Claims (4)
1.一种超细纤维高仿头层皮合成革的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）复合纤维的纺制
以尼龙6和低密度聚乙烯为原料纺制出海岛型复合纤维，海岛型复合纤维中的岛组分为尼龙6，海组分为低密度聚乙烯；
（2）无纺布的制作
用步骤（1）中制得的海岛型复合纤维制作无纺布，并对无纺布进行热定型；
（3）聚氨酯的涂刮
将二甲基甲酰胺加入到固含量为30-45%的聚酯型或聚醚型聚氨酯浆料中，调节粘度到10000-70000CPS，制得涂刮浆料，然后将涂刮浆料涂刮于定型处理后的无纺布的一表面，获得表面具有高密度层的无纺布；
（4）无纺布的含浸
将二甲基甲酰胺加入到聚酯型或聚醚型聚氨酯浆料中，调节聚氨酯浆料的固含量至10-26%制得混合浆料；向上述混合浆料中加入混合浆料质量的0.5-4%的流平剂、混合浆料质量的0.5-4%的渗透剂、混合浆料质量的0.5-4%的固化剂和混合浆料质量的0.5-4%的消泡剂，搅拌均匀制得含浸浆料；将步骤（3）中得到的无纺布通过含浸浆料，使其含浸充分；
（5）聚氨酯的固化
将含浸后的无纺布通过浓度为15-40％和温度20-35℃的二甲基甲酰胺的水溶液，使聚氨酯凝固并形成泡孔，制得合成革半成品；
（6）复合纤维的抽出分离
将步骤（5）中的得到的合成革半成品，通过温度80-95℃的甲苯，使海岛型复合纤维中的海组分分离出来，然后经沸水清洗除去甲苯，烘干后，便制得超细纤维高仿头层皮合成革。
2.如权利要求1所述的超细纤维高仿头层皮合成革的制备方法，其特征在于所述尼龙6和低密度聚乙烯的质量比为50∶50-60∶40。
3.如权利要求1所述的超细纤维高仿头层皮合成革的制备方法，其特征在于所述步骤（2）中无纺布的制作工艺参数要求为针刺频率500-1500刺/min、针刺密度1000-2000刺/m2、铺网层数25-40层、平均克重150-800g/m2和无纺布的车速2-5m/min。
4.如权利要求1至3中任一权利要求所述的超细纤维高仿头层皮合成革的制备方法，其特征在于还包括对步骤（6）中制得的超细纤维高仿头层皮合成革进行后整理的步骤，后整理的步骤包括磨毛、染色、化柔、抗菌、防臭。
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Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: LIU LIKUN YUAN HAOLIANG WANG JIJIE HAO YINGBO ZHENG YONGGUI WANG LEZHI TO:LIU LIKUN WANG LEZHI WANG JIJIE ZHENG YONGGUI MA LIHAO HAO YINGBO |
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