CN102459749A - 海岛型纤维、人造革及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种人造革，该人造革包括由超微细纤维构成且渗透有聚合物弹性体的非织造织物，其中，在30％拉伸下，所述人造革的剩余收缩率在机器纵向上为10％或小于10％，在机器横向上为20％或小于20％。所述人造革具有最佳的剩余收缩率，具体而言，当该人造革被拉伸30％时，该人造革的剩余收缩率在机器纵向为10％或小于10％，且在机器横向上为20％或小于20％。因此，在成形工序中已拉伸的该人造革可以容易地收缩和回复，从而即使当应用于具有许多弯曲部的产品时也可以防止起折皱。

Description

海岛型纤维、人造革及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种人造革。更具体而言，本发明涉及一种具有最佳伸长率从而避免在其成形工序中起折皱的人造革。
背景技术
人造革通过将聚合物弹性体渗透在超微细纤维在其中三维架桥的非织造织物中而制备。人造革具有可比得上天然皮革的柔软质地和独特外观，因此广泛用于包括鞋、服装、手套、时尚饰品、家具和汽车部件的多种应用中。
取决于预期用途，此种人造革在挠性、表面质量、耐磨性、耐光性或伸长率方面需要改善的功能。在人造革所需要的功能中，伸长率对于具有弯曲部的产品是特别必要的。这是因为当伸长率低的人造革应用于具有弯曲部的产品时，在其成形工序中该人造革容易起折皱。
例如，在用于汽车的内部部件中，粘合在汽车顶棚的车顶内衬(headliner)取决于车身的形状存在大的折皱。当伸长率低的人造革用于车顶内衬时，由于在成形工序中人造革中出现折皱，所以产品质量不利地劣化。因此，用于具有弯曲部的产品(例如汽车车顶内衬)的人造革要求高伸长率。
而且，尽管人造革表现出高伸长率，但当该人造革过度伸展时，在成形之后它们不收缩且不利地起折皱。
也就是说，用于具有弯曲部的产品的人造革应表现出高伸长率，应对该伸长率进行优化，使得所述人造革在成形工序中不过度伸展，且在成形之后通过可控制的收缩不应该起折皱。但是，不利的是，尽管优异的伸长性能，通常开发的人造革在成形工序中表现出低伸长率或过度伸展，因此起折皱。
例如，在制造人造革的过程中，为了非织造织物的纤维的原纤维化，构成非织造织物的纤维的一部分被洗脱出。在常规情况中，为了在原纤维化过程中赋予非织造织物形状稳定性，将稀松布(scrim)粘附到非织造织物上。在这种情况下，最终的人造革产品不利地具有相当低的伸长性能。
此外，试图来解决上述问题，已提出了一种不将稀松布粘附到非织造织物上的方法。在这种情况下，存在非织造织物在原纤维化过程中在机器纵向(machine direction)(MD)和机器横向(cross-machine direction)(CMD)上严重变形的问题。将参考附图更详细地描述这种现象。
图1是图示说明在不将稀松布粘附到非织造织物上的情况下，为了纤维的原纤维化，用于洗脱构成非织造织物的纤维的一部分的常规装置的示意图。
如图1所示，在常规情况中，以连续的方式将非织造织物供给容纳有溶剂10的槽20中，使得构成非织造织物1的纤维溶于溶剂10中，然后被洗脱。然而，在这种情况中，当非织造织物1经由多个辊30从一个方向到另一个方向连续移动时，高张力被施加到该非织造织物上，从而不利地引起所述非织造织物在机器纵向(MD)和机器横向(CMD)上的严重变形。
发明内容
技术问题
因此，考虑到上述问题作出了本发明，本发明的一个目的是提供一种人造革及其制备方法，当所述人造革应用于具有许多弯曲部的产品时，该人造革能避免在成形工序中起折皱。
本发明的另一目的是提供一种用于制备上述人造革的海岛型纤维及其制备方法。
技术方案
因此，根据本发明的一个方面，提供一种人造革，该人造革包括由超微细纤维构成且渗透有聚合物弹性体的非织造织物，其中，在30％拉伸下，所述人造革的剩余收缩率在机器纵向(MD)上为10％或小于10％，在机器横向(CMD)上为20％或小于20％。
在40％拉伸下，所述人造革的剩余收缩率在机器纵向(MD)上可以为13％或小于13％，在机器横向(CMD)上可以为25％或小于25％。
在5kg的静态负荷下，所述人造革的伸长率在机器纵向(MD)上可以为20％～40％，在机器横向(CMD)上可以为40％～80％。
所述人造革的结晶度可以为25～33％。
所述聚合物弹性体可以以15～35重量％的量存在。
所述超微细纤维可以包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯，且所述聚合物弹性体可以包括聚氨酯。
所述超微细纤维的细度可以是0.3旦尼尔或小于0.3旦尼尔。
根据本发明的另一个方面，提供一种制备人造革的方法，该方法包括：制备由第一聚合物和第二聚合物组成的海岛型纤维，所述第一聚合物和第二聚合物相对于溶剂具有不同的溶解性；采用上述海岛型纤维制备非织造织物；将上述非织造织物浸渍在聚合物弹性体溶液中，以使该聚合物弹性体浸透在非织造织物中；和通过洗脱从上述非织造织物中除去第一聚合物，即海组分，其中所述除去第一聚合物包括：在所述非织造织物的一部分浸渍在容纳在槽中的预定量溶剂中而该非织造织物的其余部分不浸渍在该溶剂中时，使该非织造织物转动。
上述使所述非织造织物转动可以包括使其上卷绕有所述非织造织物的一个或多个辊转动，且在转动过程中，该非织造织物浸渍在所述溶剂中的部分不接触上述辊。所述辊可以包括由驱动部件驱动的驱动辊和用来引导非织造织物转动的导辊，其中当所述非织造织物从浸渍在溶剂中的状态移动到不浸渍在溶剂中的状态时，该非织造织物转动并首先接触驱动辊。所述辊可以以70m/min～110m/min的转速转动。
所述制备海岛型纤维可以包括：通过复合纺丝制备由作为海组分的第一聚合物和作为岛组分的第二聚合物组成的长丝，所述第一聚合物和第二聚合物相对于溶剂具有不同的溶解性；以2.5～3.3的拉伸比拉伸丝束(上述长丝束)；和在经拉伸的丝束上设置卷曲，并通过在预定温度下加热对上述丝束进行热定型。
当以不低于2.5且不高于2.7的拉伸比拉伸丝束时，上述热定型可以在不低于15℃且不高于40℃的温度下进行；当以高于2.7且不高于3.0的拉伸比拉伸丝束时，上述热定型在高于40℃且不超过50℃的温度下进行；以及当以高于3.0且不超过3.3的拉伸比拉伸丝束时，上述热定型在高于50℃且不超过60℃的温度下进行。
从所述非织造织物中除去作为海组分的第一聚合物可以在将所述聚合物弹性体浸透在所述非织造织物中之前或之后进行。
根据本发明的另一个方面，提供一种由作为海组分的第一聚合物和作为岛组分的第二聚合物组成的海岛型纤维，其中所述第一聚合物和第二聚合物相对于溶剂具有不同的溶解性，且所述海岛型纤维的伸长率为90～150％。
所述海岛型纤维的结晶度可以为23～31％。
所述第一聚合物可以包括聚酯共聚物，所述第二聚合物可以包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯。
所述第一聚合物可以以10～60重量％的量存在，且所述第二聚合物可以以40～90重量％的量存在。
根据本发明的另一个方面，提供一种制备海岛型纤维的方法，该方法包括：通过复合纺丝制备由作为海组分的第一聚合物和作为岛组分的第二聚合物组成的长丝，所述第一聚合物和第二聚合物相对于溶剂具有不同的溶解性；以2.5～3.3的拉伸比拉伸丝束(上述长丝束)；和在经拉伸的丝束上设置卷曲，并通过在预定温度下加热对上述丝束进行热定型。
当以不低于2.5且不高于2.7的拉伸比拉伸丝束时，上述热定型可以在不低于15℃且不高于40℃的温度下进行；当以高于2.7且不高于3.0的拉伸比拉伸丝束时，上述热定型在高于40℃且不超过50℃的温度下进行；以及当以高于3.0且不超过3.3的拉伸比拉伸丝束时，上述热定型在高于50℃且不超过60℃的温度下进行。
有益效果
本发明具有以下效果。
本发明使人造革的剩余收缩率最优化，具体而言，在30％拉伸下，使人造革的剩余收缩率在机器纵向(MD)上最优化为10％或小于10％，在机器横向(CMD)上最优化为20％或小于20％。因此，在成形工序中已拉伸的人造革可以容易地收缩/回复，从而当应用于具有许多弯曲部的产品时可以防止起折皱。此外，本发明使人造革的伸长率最优化，具体而言，在5kg的静态负荷下，使人造革的伸长率在机器纵向(MD)上最优化为20％～40％，在机器横向(CMD)上最优化为40％～80％，从而防止在成形工序中起折皱。另外，本发明使人造革的结晶度最优化，具体而言，使结晶度最优化为25～33％，从而防止强度的劣化、使伸长性最优化且便于成形工序。因此，根据本发明的人造革可用于具有许多弯曲部的产品，例如汽车车顶内衬。
附图说明
从以下结合附图的详细描述中，将更清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征和其它优点，其中：
图1是图示说明用于洗脱构成非织造织物的纤维的一部分以由上述纤维得到超微细纤维的常规连续式装置的示意图；和
图2是图示说明根据本发明用于从构成非织造织物的纤维中洗脱海组分以得到超微细纤维的分批式装置的示意图。
具体实施方式
下文，将更详细地描述本发明的优选实施方案。
1.人造革
根据本发明的人造革是通过将聚合物弹性体渗透在由超微细纤维构成的非织造织物中制备的。
所述聚合物弹性体可以是聚氨酯，其具体实例包括但不特别限于聚碳酸酯二醇、聚酯二醇、聚醚二醇及其组合。
所述聚合物弹性体易于拉伸。由于这个原因，通过增加所述聚合物弹性体的含量，人造革的伸长率可以得到改善。但是，当所述聚合物弹性体含量过度增加时，由于在成形工艺过程中过度拉伸而可能出现折皱。因此，为了得到表现出最佳伸长率的人造革，有必要对所述聚合物弹性体的含量进行优化。根据本发明的人造革含有15～35重量％的聚合物弹性体，更优选20～30重量％的弹性体。当所述聚合物弹性体以低于15重量％的量存在时，不能达到所需的伸长率，而当所述聚合物弹性体超过35重量％时，人造革在成形工序中起折皱。
所述非织造织物可以由尼龙或聚酯超微细纤维构成，所述超微细纤维的具体实例包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等。在人造革的质地改善方面，构成非织造织物的超微细纤维优选具有0.3旦尼尔或小于0.3旦尼尔的细度。
当以预定比拉伸所述人造革且然后使其放置时，该人造革收缩并回复到拉伸之前的状态。表示在拉伸之前的最初人造革(下文，称为“拉伸前人造革”)与在拉伸且然后使其放置到不再收缩之后的人造革(下文，称为“拉伸后人造革”)之间的变化百分比(下文，称为“拉伸前与拉伸后之间的变化”)的值称为剩余收缩率。为了实现数据的可靠性，术语“拉伸后人造革”定义为在机器纵向(MD)上被拉伸至预定长度，保持10分钟，松开并放置1小时的人造革。具体而言，在A％拉伸下剩余收缩率按照下面数式1计算：
数式1
A％拉伸下的剩余收缩率＝[(L2-L1)/L1]x100
(其中，L1表示拉伸之前人造革在机器纵向(MD)上的长度，L2表示在A％拉伸之后人造革的长度(MD))。
例如，在将长度(MD)为50cm的人造革样品拉伸20％，从而将长度(MD)调整为60cm，保持10分钟，松开并放置1小时之后，即得到55cm的长度(MD)，在20％拉伸之后在机器纵向上的剩余收缩率由[(55-50)/50]×100＝10％得到。
因此，如果剩余收缩率高，则可以说，拉伸前后之间的变化相对较大，拉伸之后的回复不充分，且在成形工艺中容易出现折皱。相反，如果剩余收缩率低，则可以说，拉伸前后之间的变化相对较小，拉伸之后的回复充分，且可以防止在成形工艺中出现折皱。
根据本发明的人造革在30％拉伸下的剩余收缩率在机器纵向上为10％或小于10％，在机器横向上为20％或小于20％。当剩余收缩率在上述范围内时，在成形工艺过程中起皱的可能性低，且该人造革可以应用于具有弯曲部的产品。此外，根据本发明的人造革在40％拉伸下的剩余收缩率在机器纵向上为13％或小于13％，在机器横向上为25％或小于25％。也就是说，在40％拉伸下的剩余收缩率和30％拉伸下的剩余收缩率之间没有很大的差别。
另外，优选地，根据本发明的人造革在5kg的静态负荷下的伸长率在机器纵向上为20％～40％，在机器横向上为40％～80％。当纵向伸长率低于20％或横向伸长率低于40％时，伸长性能变差，且在成形工艺过程中可能出现折皱；而当纵向伸长率高于40％或横向伸长率高于80％时，该人造革过度伸展，从而在成形工艺过程中起折皱。
此外，优选地，根据本发明的人造革的结晶度为25～33％。当所述人造革的结晶度超过33％时，伸长率变差，且在成形工艺过程中可能出现折皱；而当所述人造革的结晶度低于25％时，强度变差，且该人造革可能在成形工艺过程中过度拉伸和起折皱。
根据本发明的人造革可以通过如下步骤获得：通过复合纺丝工序制备海岛型纤维，用上述海岛型纤维制备非织造织物，将聚合物弹性体浸透在上述非织造织物中，和除去海组分并使所述纤维微细化。所述人造革可以通过以下步骤获得：用海岛型纤维制备非织造织物，从上述非织造织物中除去海组分并使所述纤维微细化，和将聚合物弹性体浸透在上述被微细化的非织造织物中。
2.海岛型纤维
根据本发明的海岛型纤维由第一聚合物和第二聚合物组成，所述第一聚合物和第二聚合物相对于溶剂在溶解性方面不同。
所述第一聚合物是溶解在溶剂中从而被洗脱的海组分，该第一聚合物可以由聚酯、聚苯乙烯或聚乙烯共聚物等组成，且优选由在碱性水溶液中表现出优异的溶解性的聚酯共聚物组成。
上述聚酯共聚物可以是作为主成分的聚对苯二甲酸乙二醇酯与聚乙二醇、聚丙二醇、1，4-环己烷二甲酸(1，4-cyclohexane dicarboxylic acid)、1，4-环己烷二甲醇、1，4-环己烷二甲酸酯、2，2-二甲基-1，3-丙二醇、2，2-二甲基-1，4-丁二醇、2，2，4-三甲基-1，3-丙二醇、己二酸、含有金属磺酸盐的酯单元或其混合物的共聚物，但不限于此。
所述第二聚合物是不溶解于溶剂中而保留下来的岛组分，且可以由不溶于碱性水溶液中的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)组成。特别地，聚对苯二甲酸丙二醇酯的碳原子数在聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯之间，弹性回复与聚酰胺类似，并且表现出相当优异的耐碱性，因此适合用作岛组分。
在后续工序中，作为海组分的第一聚合物溶解在溶剂中并因此在溶剂中被洗脱出，从而仅第二聚合物作为岛组分被保留下来。然后，由根据本发明的海岛型纤维得到超微细纤维。因此，为了得到所需的超微细纤维，必须适当地控制作为海组分的第一聚合物和作为岛组分的第二聚合物的含量。
具体而言，优选地，在海岛型纤维中，所述第一聚合物(即海组分)以10～60重量％的量存在，而所述第二聚合物(即岛组分)以40～90重量％的量存在。当海组分(第一聚合物)以低于10重量％的量存在时，岛组分(第二聚合物)的含量增加，超微细纤维的形成或许是不可能的。当海组分(第一聚合物)以高于60重量％的量存在时，通过洗脱被除去的第一聚合物的量增加，从而生产成本增加。此外，观察所述海岛型纤维的横截面，10个或多于10个作为岛组分的第二聚合物被分开并排列好，作为海组分的第一聚合物被洗脱了，结果，作为岛组分的第二聚合物具有0.3旦尼尔或小于0.3旦尼尔的细度，在超微细纤维的质地改善方面，优选具有0.005～0.25旦尼尔的细度。
为了制备人造革，使用根据本发明的海岛型纤维与聚合物弹性体组合。海岛型纤维的性能影响最终人造革产品的性能。
具体而言，当考虑到所述聚合物弹性体以15～35重量％的量存在于人造革中的事实，所述海岛型纤维的伸长率优选在90～150％的范围内，更优选在110～140％的范围内。其原因在于，当所述海岛型纤维的伸长率低于90％时，不能得到具有高伸长率的人造革；而当所述海岛型纤维的伸长率高于150％时，该人造革的强度变差，且该人造革在成形工序中可能起折皱。
此外，所述海岛型纤维的结晶度优选为23～31％。
在制备过程中通过控制拉伸比，可以得到满足上面所限定的伸长率和结晶度范围的根据本发明的海岛型纤维。也就是说，根据本发明的海岛型纤维，可以使用第一聚合物和第二聚合物通过复合纺丝来制备长丝和对上述长丝进行拉伸来制备。此时，通过在拉伸工序中控制拉伸比，可以得到满足所述伸长率和结晶度范围的海岛型纤维。
更具体而言，拉伸工序是通过控制前辊的速度高于后辊的速度而将拉力施加到纤维上的过程。此时，前辊的速度与后辊的速度的比率称为“拉伸比”。在本发明中，通过将所述拉伸比调节为2.5～3.3，可以得到满足90～150％的伸长率范围和23～31％的结晶度范围的海岛型纤维。当所述拉伸比高于3.3时，所得到的海岛型纤维的伸长率可能低于90％，以及其结晶度可能高于31％；而当所述拉伸比低于2.5时，所得到的海岛型纤维的伸长率高于150％，以及其结晶度可能低于23％。
3.海岛型纤维及其制备方法
将描述根据本发明一个实施方案的制备根据本发明的海岛型纤维的方法。
首先，制备作为海组分的第一聚合物的熔融溶液和作为岛组分的第二聚合物的熔融溶液，和经由预定的喷丝板喷出上述熔融溶液来进行复合纺丝，从而制得长丝。
然后，对上述长丝进行成束以得到丝束，对该丝束进行拉伸。此时，对前辊和后辊的速度进行控制，以使拉伸比在2.5～3.3的范围内。
而后，在上述拉伸的丝束上形成多个卷曲并在预定温度下通过加热进行热定型。此时，上述卷曲优选以8～15个/英寸的密度设置。此外，考虑到前述工序(即，拉伸工序)中的拉伸比，优选通过控制加热温度来进行所述热定型。具体而言，当将拉伸比调节至不低于2.5且不高于2.7的水平时，上述热定型温度优选不低于15℃且不超过40℃。当将拉伸比调节至高于2.7且不超过3.0的水平时，上述热定型温度优选高于40℃且不超过50℃。当将拉伸比调节至高于3.0且不超过3.3的水平时，上述热定型温度优选高于50℃且不超过60℃。
根据拉伸比改变热定型温度范围的原因在于，当拉伸比增加时，结晶度变差，且拉伸丝束的热性能(特别是耐热性)变差，在不对热定型温度进行优选的情况下，海岛型纤维可能在其丝束中不利地聚集。
接下来，对上述热定型丝束进行切割，从而制得短纤维。
此时，所述短纤维优选被切成该短纤维的长度是20mm或大于20mm。其原因在于，当所述短纤维的长度低于20mm时，在制备用于制造人造革的非织造织物的过程中，梳理工序可能困难。
将描述根据一个实施方案的制造根据本发明的人造革的方法。
首先，根据上述工序制备海岛型纤维。
然后，使用上述海岛型纤维制备非织造织物。
所述非织造织物通过以下步骤制备：对所述短纤维型海岛型纤维进行梳理和交叉铺网而形成纤网，和采用针刺来制备该非织造织物。在所述交叉铺网过程中，通过叠合约20～约40个纤网来形成交叉铺网片。
所述非织造织物的制备不限于上述方法，且可以通过如下步骤来进行：对长纤维(例如长丝)进行纺丝粘合而形成纤网，和采用针刺或水刺(water jetpunch)等来制备非织造织物。
而后，将聚合物弹性体浸透在上述非织造织物中。
上述工序包括制备聚合物弹性体溶液和将上述非织造织物浸渍在该聚合物弹性体溶液中。所述聚合物弹性体溶液可以通过将聚氨酯溶解或分散在预定溶剂中来制备。例如，该聚合物弹性体溶液可以通过将聚氨酯溶解或分散在作为溶剂的二甲基甲酰胺(DMF)中或水中来制备。作为选择，可以直接使用硅氧烷聚合物弹性体，而不是将聚合物弹性体溶解或分散在溶剂中。
此外，所述聚合物弹性体溶液还可以包含颜料、光稳定剂、抗氧化剂、阻燃剂、软化剂或着色剂等。
在将所述非织造织物浸渍在聚合物弹性体溶液中之前，可以使用聚乙烯醇水溶液对该非织造织物进行浸轧，从而使其形状稳定。
将所述非织造织物浸渍在聚合物弹性体溶液中，使浸透有聚合物弹性体的非织造织物在凝固浴中凝固，然后在洗涤浴中用水洗涤。此时，所述聚合物弹性体溶液是通过将聚氨酯溶解在作为溶剂的二甲基甲酰胺中得到的，所述凝固浴是使用水和少量二甲基甲酰胺的混合物形成的，且该聚合物弹性体在该凝固浴中凝固，使得包含在所述非织造织物中的二甲基甲酰胺被释放到该凝固浴中。在水洗涤浴中，浸轧在所述非织造织物上的聚乙烯醇和残余的二甲基甲酰胺从该非织造织物中被除去。
然后，从上述浸透有聚合物弹性体的非织造织物中除去海组分，和对所述纤维进行微细化。
在该工序中，使用碱性水溶液(例如氢氧化钠水溶液)洗脱作为海组分的第一聚合物，结果只保留下作为岛组分的第二聚合物，以及对构成所述非织造织物的纤维进行微细化。
这种工序优选以图2或图3所示的分批方式进行。换而言之，当洗脱工序以图1所示的连续方式进行时，高张力被施加到所述非织造织物上，因而不可能得到满足所需的伸长率、剩余收缩率和结晶性的人造革。因此，当洗脱第一聚合物(即海组分)时，在原纤维化过程中施加到所述非织造织物上的张力优选降低。就这一点而言，采用图2或图3所示的分批方式，而不采用图1所示的连续方式。
更具体而言，如图2或图3所示，非织造织物1的一部分浸渍在槽200中装有的预定量溶剂100中，而该非织造织物1的其余部分不浸渍在该溶剂100中，并转动该非织造织物。结果，该非织造织物1在溶剂100中的浸渍和不浸渍进行重复，作为结果，所述海组分从该非织造织物1中洗脱出。
就这一点而言，本发明采用非织造织物1在槽200中转动的分批方式，而不采用如图1所示非织造织物1从一个方向到另一个方向移动的连续方式。结果，高张力没有施加在非织造织物1上，因此，该非织造织物1的变形不严重。
将所述非织造织物1卷绕在两个辊300a和300b上，在槽200中顺时针或逆时针转动。所述辊300a和300b包括由驱动部件(未示出)驱动的驱动辊300a和不被驱动并引导所述非织造织物1转动的导辊300b。在这种情况下，驱动辊300a的转动力使得所述非织造织物1能够转动。
所述非织造织物1的变形主要在海组分从该非织造织物1中洗脱出的过程中发生。海组分从非织造织物1中的洗脱主要在该非织造织物1浸渍在溶剂100中的状态下发生。由于这个原因，当非织造织物1浸渍在溶剂100中时，优选使施加在该非织造织物1上的张力减到最小，从而使该非织造织物1的变形最小化。因此，通过安装辊300a和300b以将张力施加到在溶剂100外部的非织造织物1上，可以将浸渍在该溶剂100中的非织造织物1的一部分布置成该非织造织物1不接触辊300a和300b。
为了使施加在非织造织物1上的张力最小化，优选地，驱动辊300a以70m/min～110m/min的速度转动。也就是说，当驱动辊300a的转速超过110m/min时，施加在非织造织物1上的张力增加，从而该非织造织物1可能严重变形。当驱动辊300a的转速低于70m/min时，生产效率可能变差。
此外，由于施加在非织造织物1上的张力很大程度上取决于驱动辊300a，所以通过适当地设置驱动辊300a可以使施加在非织造织物1上的张力最小化。即，图2图示说明了驱动辊300a只设置在最上部，而导辊300b设置在其它部分处的情况。如图2所示，浸渍在溶剂100中的重非织造织物1的一部分被设置在相对远的最上部的驱动辊300a提起，因此较高的张力施加在该非织造织物1上。另一方面，图3图示说明了一种情况，在该情况中，在非织造织物1转动时，当该非织造织物从浸渍在溶剂中的状态移动到不浸渍在溶剂中的状态时，它首先接触到驱动辊。在这种情况下，浸渍在溶剂100中的重非织造织物1的一部分被相对近的驱动辊300a提起，因此有利的是，较低的张力施加在该非织造织物1上。
然后，对由超微细纤维构成并渗透有聚合物弹性体的非织造织物进行起绒、染色和后处理，从而完成根据本发明的人造革的制备。
4.实施例和对比例
实施例1
使其中聚对苯二甲酸乙二醇酯作为主成分与5摩尔％含有金属磺酸盐的聚酯单元共聚合的聚酯共聚物熔化，制得海组分熔融溶液；使聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)熔化，制得岛组分熔融溶液，使用50重量％的海组分熔融溶液和50重量％的岛组分熔融溶液组合，进行复合纺丝，得到单根纤维细度为3旦尼尔且在其横截面上含有16个岛组分的长丝。以3.3的拉伸比拉伸上述长丝，将其卷曲成卷曲数为15个/英寸，在60℃下热定型，然后切成51mm，从而制成短纤维海岛型纤维。
然后，将上述海岛型纤维进行梳理而形成纤网，将数个纤网叠合而形成交叉铺网片。而后，采用针刺制得具有350g/m2单位重量和2.0mm厚度的非织造织物。
之后，利用5重量％的聚乙烯醇水溶液浸轧上述非织造织物并干燥，将经干燥的非织造织物浸入到10重量％的25℃聚氨酯溶液中3分钟，其中所述聚氨酯溶液是通过将聚氨酯溶解在作为溶剂的二甲基甲酰胺(DMF)中得到的，在15重量％的二甲基甲酰胺(DMF)水溶液中使聚氨酯凝固并用水洗涤，从而使聚氨酯渗透在非织造织物中。
接下来，使用图2所示的分批式装置从渗透有聚氨酯的非织造织物中洗脱出海组分(聚酯共聚物)，只留下岛组分(聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))，从而完成了纤维的原纤维化。
具体而言，5重量％的氢氧化钠水溶液用作溶剂100，驱动辊300a以75m/min的转速转动30分钟。然后，分离出非织造织物，用水洗涤并干燥，以完成原纤维化工序。
随后，使用粗糙度No.300砂纸对上述非织造织物进行起绒加工，以将最终厚度调整为0.6mm，使用酸性染料在高压快速染色机中染色，定型，用水洗涤，干燥并用软化剂和抗静电剂处理，从而制得人造革。
实施例2
除了当在实施例1中洗脱聚酯共聚物(即海组分)时，所述驱动辊300a以90m/min的转速转动之外，按照与实施例1相同的方式制得人造革。
实施例3
除了当在实施例1中洗脱聚酯共聚物(即海组分)时，所述驱动辊300a以105m/min的转速转动之外，按照与实施例1相同的方式制得人造革。
实施例4
除了由使用聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)的岛组分熔融溶液制备海岛型纤维，采用图3所示的分批式装置从渗透有聚氨酯的非织造织物中洗脱作为海组分的聚酯共聚物，只留下岛组分，即聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)，从而完成纤维的原纤维化之外，按照与实施例1相同的方式制得人造革。
对比例1
除了采用图1所示的连续式装置进行实施例1中的聚酯共聚物(海组分)的洗脱之外，按照与实施例1相同的方式制得人造革。具体而言，5重量％的氢氧化钠水溶液用作图1所示的装置的溶剂10，辊30以10m/min的转速转动。
对比例2
除了采用图1所示的连续式装置进行实施例1中的聚酯共聚物(海组分)的洗脱之外，按照与实施例1相同的方式制得人造革。具体而言，5重量％的氢氧化钠水溶液用作图1所示的装置的溶剂10，辊30以20m/min的转速转动。
实施例1～4和对比例1～2的主要工艺条件总结于下面表1中。
表1
Figure BDA0000133213900000131
实施例5
使其中聚对苯二甲酸乙二醇酯作为主成分与5摩尔％含有金属磺酸盐的聚酯单元共聚合的聚酯共聚物熔化，制得海组分熔融溶液；使聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)熔化，制得岛组分熔融溶液，使用30重量％的上述海组分熔融溶液和70重量％的上述岛组分熔融溶液组合，进行复合纺丝，得到单根纤维细度为3旦尼尔且在其横截面上包含16个岛组分的长丝。以2.5的拉伸比对丝束(上述长丝束)进行拉伸，将其卷曲成卷曲数为12个/英寸，在15℃下热定型，然后切成51mm，从而制成短纤维海岛型纤维。
然后，将上述海岛型纤维进行梳理而形成纤网，将数个纤网叠合而形成交叉铺网片。而后，采用针刺制得具有350g/m2单位重量、1.1mm厚度和1920mm宽度的非织造织物。
之后，利用4.5重量％的聚乙烯醇水溶液浸轧上述非织造织物并干燥，将经干燥的非织造织物浸入到所制得的13重量％聚氨酯溶液中，以使聚氨酯渗透在非织造织物中，用水洗涤上述织物以除去DMF和聚乙烯醇。此时，对聚氨酯在非织造织物中的含量进行调整，使得在后续工序中海组分被洗脱之后，人造革中的聚氨酯的含量被控制为25％。
接下来，使用图2所示的分批式装置从渗透有聚氨酯的非织造织物中洗脱海组分(聚酯共聚物)，上述纤维由于岛组分(聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))而被微细化。具体而言，4重量％的氢氧化钠水溶液用作溶剂100，驱动辊300a以75m/min的转速转动30分钟。然后，分离出非织造织物，用水洗涤并干燥，以完成原纤维化工序。
随后，使用粗糙度No.300砂纸对上述非织造织物进行起绒加工，以将最终厚度调整为0.7mm，使用酸性染料在高压快速染色机中染色，定型，用水洗涤，干燥并用软化剂和抗静电剂处理，从而制得人造革。
实施例6
除了在实施例5中由复合纺丝工艺制得的长丝以2.7的拉伸比拉伸，卷曲，然后在40℃下热定型以制备海岛型纤维之外，按照与实施例1相同的方式制得人造革。
实施例7
除了在实施例5中由复合纺丝工艺制得的长丝以3.0的拉伸比拉伸，卷曲，然后在50℃下热定型以制备海岛型纤维之外，按照与实施例1相同的方式制得人造革。
实施例8
除了在实施例5中由复合纺丝工艺制得的长丝以3.3的拉伸比拉伸，卷曲，然后在60℃下热定型以制备海岛型纤维之外，按照与实施例1相同的方式制得人造革。
实施例9
除了在实施例5中使聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)熔融来制备岛组分熔融溶液之外，按照与实施例1相同的方式制得人造革。
实施例10
除了在实施例9中由复合纺丝工艺制得的长丝以2.7的拉伸比拉伸，卷曲，然后在40℃下热定型以制备海岛型纤维之外，按照与实施例9相同的方式制得人造革。
实施例11
除了在实施例9中由复合纺丝工艺制得的长丝以3.0的拉伸比拉伸，卷曲然后在50℃下热定型以制备海岛型纤维之外，按照与实施例9相同的方式制得人造革。
实施例12
除了在实施例9中由复合纺丝工艺制得的长丝以3.3的拉伸比拉伸，卷曲，然后在60℃下热定型以制备海岛型纤维之外，按照与实施例9相同的方式制得人造革。
对比例3
除了在实施例5中由复合纺丝工艺制得的长丝以3.6的拉伸比拉伸，卷曲，然后在140℃下热定型以制备海岛型纤维之外，按照与实施例5相同的方式制得人造革。
对比例4
除了在实施例5中由复合纺丝工艺制得的长丝以2.0的拉伸比拉伸，卷曲，然后在15℃下热定型以制备海岛型纤维之外，按照与实施例5相同的方式制得人造革。
对比例5
除了在实施例9中由复合纺丝工艺制得的长丝以3.6的拉伸比拉伸，卷曲，然后在130℃下热定型以制备海岛型纤维之外，按照与实施例9相同的方式制得人造革。
对比例6
除了在实施例9中由复合纺丝工艺制得的长丝以2.0的拉伸比拉伸，卷曲，然后在15℃下热定型以制备海岛型纤维之外，按照与实施例9相同的方式制得人造革。
实施例5～12和对比例3～6的主要工艺条件总结于下面表2中。
表2
Figure BDA0000133213900000161
3.试验性实施例
洗脱之前和之后的变化
对在根据实施例1～4和对比例1～2制备人造革的过程中洗脱海组分之前和之后的变化进行了测量。由此得到的结果示于下面表3中。
表3
Figure BDA0000133213900000171
剩余收缩率的测量
对根据实施例1～4和对比例1～2的人造革进行切割，得到宽度(CMD)为100mm和长度(MD)为100mm的样品，将该样品拉伸30％和40％的比率，保持10分钟，松开并放置1小时，测量其宽度(CMD)和长度(MD)，根据上面数式1得到剩余收缩率。表4和5列于如下。
表4
Figure BDA0000133213900000172
表5
Figure BDA0000133213900000181
5kg静态负荷下伸长率的测量
对于实施例1～4和对比例1～2的人造革样品，测量了5kg静态负荷下的伸长率。其测量方法如下。
在纵向和水平方向上得到宽度(CMD)为50mm和长度(MD)为250mm的3个样品，在上述样品的中心画出100mm的基准点。以150mm的夹距将上述样品安装在Marten’s疲劳试验机上，缓慢施加49N的负荷(5kgf，包括下夹具的负荷)。保持该负荷10分钟，然后测量基准点之间的距离。根据下面数式2计算静态负荷伸长率。
数式2
静态负荷伸长率(％)＝l1-100
其中，l1表示在施加负荷之后10分钟基准点之间的距离。
由此得到的结果示于下面表6中：
表6
  机器纵向伸长率(％)   机器横向伸长率(％)
  实施例1   25   63
  实施例2   22   55
  实施例3   26   67
  实施例4   33   72
  对比例1   16   83
  对比例2   13   90
海岛型纤维的伸长率和抗拉强度
测量了实施例5～12和对比例3～6的海岛型纤维的伸长率和抗拉强度。伸长率和抗拉强度通过如下方法得到：使用Vibroskop(由Lenzing InstrumentsGmbH & Co KG制造)向所述纤维施加50mg的初始张力，测量上述纤维的旦尼尔，向该纤维施加100mg的初始张力，用抗拉强度试验机(由Instroncorporation制造)测量抗拉强度20次(所测样品的长度(MD)：20mm，拉伸速率：100mm/min)，得到20个值的平均值。其结果示于下面表7中。
海岛型纤维的结晶度的测量
测量了实施例5～12和对比例3～6的海岛型纤维的结晶度。基于样品密度(ρ)，采用聚酯的完全结晶区的理论密度(ρc＝1.457g/cm2)和非结晶(无定形)区的密度(ρa＝1.336g/cm2)，按照下面数式3计算海岛型纤维的结晶度。
数式3
结晶度 [ Xc ( % ) ] = &rho; - &rho; a &rho; c - &rho; a &times; 100
此时，样品的密度按如下方法得到：将海岛型纤维加入到包含正庚烷和四氯化碳的混合溶剂的密度计(Model SS，日本Shibayama制造)中，在23℃下放置一天，测量整体海岛型纤维(其中海组分与岛组分混合)的密度。由此得到的结果示于下面表7中。
人造革的伸长率和抗拉强度的测量
测量了实施例5～12和对比例3～6的人造革的伸长率和抗拉强度。人造革的伸长率和抗拉强度按如下方法得到：用抗拉强度试验机(由Instroncorporation制造)测量人造革的抗拉强度10次(所测样品的长度(MD)：50mm，拉伸速率：300mm/min)，得到10个值的平均值。结果示于下面表7中。
人造革的结晶度的测量
测量了实施例5～12和对比例3～6的人造革的结晶度。按如下测量人造革的结晶度。在室温下将在人造革中包含的聚氨酯浸没在二甲基甲酰胺溶液中2小时，用30℃蒸馏水洗涤聚氨酯以除去该聚氨酯，剩余物在室温下干燥一天，按照与测量海岛型纤维的结晶度的方法相同的方式测量所得到的样品的结晶度。结果示于下面表7中。
表7
Figure BDA0000133213900000211

Claims (20)

1.一种人造革，该人造革包括由超微细纤维构成且渗透有聚合物弹性体的非织造织物，其中，在30％拉伸下，所述人造革的剩余收缩率在机器纵向上为10％或小于10％，在机器横向上为20％或小于20％。
2.根据权利要求1所述的人造革，其中，在40％拉伸下，所述人造革的剩余收缩率在机器纵向上为13％或小于13％，在机器横向上为25％或小于25％。
3.根据权利要求1所述的人造革，其中，在5kg的静态负荷下，所述人造革的伸长率在机器纵向上为20％～40％，在机器横向上为40％～80％。
4.根据权利要求1所述的人造革，其中，所述人造革的结晶度为25％～33％。
5.根据权利要求1所述的人造革，其中，所述聚合物弹性体以15～35重量％的量存在。
6.根据权利要求1所述的人造革，其中，所述超微细纤维包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯，且所述聚合物弹性体包括聚氨酯。
7.根据权利要求1所述的人造革，其中，所述超微细纤维的细度为0.3旦尼尔或小于0.3旦尼尔。
8.一种制备人造革的方法，包括：
制备由第一聚合物和第二聚合物组成的海岛型纤维，所述第一聚合物和第二聚合物相对于溶剂具有不同的溶解性；
采用上述海岛型纤维制备非织造织物；
将上述非织造织物浸渍在聚合物弹性体溶液中，以使该聚合物弹性体浸透在非织造织物中；和
从上述非织造织物中除去作为海组分的第一聚合物，
其中，所述除去第一聚合物包括：在所述非织造织物的一部分浸渍在容纳在槽中的预定量溶剂中而该非织造织物的其余部分不浸渍在该溶剂中时，使所述非织造织物转动。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，使所述非织造织物转动包括使其上卷绕有该非织造织物的一个或多个辊转动，并且在转动过程中，上述非织造织物浸渍在溶剂中的部分不接触上述辊。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述辊包括由驱动部件驱动的驱动辊和用来引导所述非织造织物转动的导辊，其中当所述非织造织物从浸渍在溶剂中的状态移动到不浸渍在溶剂中的状态时，该非织造织物转动并首先接触上述驱动辊。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述辊以70m/min～110m/min的转速转动。
12.根据权利要求8所述的方法，其中，制备所述海岛型纤维包括：
通过复合纺丝制备由作为海组分的第一聚合物和作为岛组分的第二聚合物组成的长丝，所述第一聚合物和第二聚合物相对于溶剂具有不同的溶解性；
以2.5～3.3的拉伸比拉伸丝束，即上述长丝束；和
在经拉伸的丝束上设置卷曲，并通过在预定温度下加热对上述丝束进行热定型。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，当以不低于2.5且不高于2.7的拉伸比拉伸所述丝束时，所述热定型在不低于15℃且不高于40℃的温度下进行，
当以高于2.7且不超过3.0的拉伸比拉伸所述丝束时，所述热定型在高于40℃且不超过50℃的温度下进行，和
当以高于3.0且不超过3.3的拉伸比拉伸所述丝束时，所述热定型在高于50℃且不超过60℃的温度下进行。
14.根据权利要求8所述的方法，其中，从所述非织造织物中除去作为海组分的第一聚合物是在所述聚合物弹性体浸透在所述非织造织物中之前或之后进行的。
15.一种海岛型纤维，由作为海组分的第一聚合物和作为岛组分的第二聚合物组成，其中所述第一聚合物和第二聚合物相对于溶剂具有不同的溶解性，且所述海岛型纤维的伸长率为90～150％。
16.根据权利要求15所述的海岛型纤维，其中，所述海岛型纤维的结晶度为23％～31％。
17.根据权利要求15所述的海岛型纤维，其中，所述第一聚合物包括聚酯共聚物，且所述第二聚合物包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯。
18.根据权利要求15所述的海岛型纤维，其中，所述第一聚合物以10～60重量％的量存在，且所述第二聚合物以40～90重量％的量存在。
19.一种制备海岛型纤维的方法，包括：
通过复合纺丝制备由作为海组分的第一聚合物和作为岛组分的第二聚合物组成的长丝，所述第一聚合物和第二聚合物相对于溶剂具有不同的溶解性；
以2.5～3.3的拉伸比拉伸丝束，即上述长丝束；和
在经拉伸的丝束上设置卷曲，并通过在预定温度下加热对上述丝束进行热定型。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，当以不低于2.5且不高于2.7的拉伸比拉伸所述丝束时，所述热定型在不低于15℃且不高于40℃的温度下进行，
当以高于2.7且不超过3.0的拉伸比拉伸所述丝束时，所述热定型在高于40℃且不超过50℃的温度下进行，和
当以高于3.0且不超过3.3的拉伸比拉伸所述丝束时，所述热定型在高于50℃且不超过60℃的温度下进行。
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