CN103194912B - 一种超细纤维合成革的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及合成革技术领域，提供一种超细纤维合成革的制造方法，利用该方法制得的合成革透气性、透湿性能均较好，弯折后韧性强，包括复合纤维的制备、非织造布的制备、烫平布的浸渍、抽出减量、束状纤维充分分散、染色处理、机械揉软、磨面加工、干法移膜、压花、激光成孔。

Description

一种超细纤维合成革的制造方法

技术领域

 本发明涉及合成革技术领域，具体涉及一种超细纤维合成革的制造方法。

背景技术

天然皮革发展历史悠久，长期以来一直深受广大消费者的青睐。天然皮革是由多种具有复杂化学结构的氨基酸组成的胶原纤维构成，表面称为粒面层，由纤细的胶原纤维（直径0.1nm数量级）水平的布满表面，形成致密紧实的层结构及自然美观的凹凸纹路。其下方是以粗而结实的纤维束（纤维束直径在1～4um，束中单纤维直径在0.1um左右）相互集合、交络、缠结构成交络的网状层，两层之间呈现连续的密度构造，使天然皮革具备优异的透气、透湿性能，弯折后柔韧性强等特点。

随着人们生活水平和消费能力的提高，对天然皮革的需要量也在大幅增加。需求量的剧增和愈来愈高的环保要求导致了真皮资源的日益匮乏。因此，急需找到一种天然皮革的替代品，在此背景下人们首开人工制革业之先河，人工制革业诞生的宗旨是“模仿真皮、替代真皮、超越真皮”。

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，但其与天然皮革还是有一定的差距，主要差别在于天然头层皮革具有良好的梯度感，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，其表层至底层的密度呈低-高-低，弯折后韧性差，透气性及透湿性均较差，各方面的性能均不如天然皮革，无法取代天然皮革。

中国专利号201110213331.X公开了一种超细纤维高仿头层皮合成革的制备方法，参考图1，包括以下步骤：（1）复合纤维的纺制；（2）无纺布的制作；（3）聚氨酯的涂刮；（4）无纺布的含浸；（5）聚氨酯的固化；（6）复合纤维的抽出分离。在无纺布的含浸过程中需要在聚酯型或聚醚型聚氨酯浆料中加入二甲基甲酰胺、流平剂、渗透剂、固化剂、消泡剂等化学剂，需要使用的化学剂种类较多，不环保，且制得的合成革与天然皮革粒面层相对应的表面层纹路没有天然皮革的细腻，不美观，弯折后的韧性也不如天然皮革的强。

发明内容

因此，针对上述问题，本发明提供一种超细纤维合成革的制造方法，利用该方法制得的合成革透气性、透湿性能均较好，弯折后韧性强。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种超细纤维合成革的制造方法，包括复合纤维的制备、非织造布的制备、烫平布的浸渍、抽出减量，所述复合纤维为海岛型超细复合纤维，其制备步骤为：将聚对苯二甲酸丁二酯切片与低密度聚乙烯按照55～70：30～45的质量比进行混合，经挤压熔融、纺丝、牵伸、卷曲、烘干、切断，即制得海岛型超细复合纤维；所述烫平布的浸渍为湿法浸渍，其步骤为：将烫平布用浸渍液浸渍，浸渍方式为a、首先采用十段辊强制浸渍，浸渍完成后得到浸渍布；b、接着将浸渍后的浸渍布进入一对挤压辊，挤压辊间隙为浸渍布厚度的70～90%，浸渍布挤压后变形，在弹性恢复前快速进入刮涂装置，用刮刀在浸渍布表面刮涂上一层聚氨酯溶液，刮刀与浸渍布之间的间隙为0.1±0.05mm，然后用刮刀将浸渍布表面的聚氨酯刮除；c、再将刮涂有聚氨酯溶液的浸渍布送入设定好温度和浓度的凝固液进行湿法凝固，浸渍布在凝固液中停留的凝固时间为14～16min，浸渍布的背面用喷淋管喷淋凝固液，其中，浸渍布与凝固液的垂直距离为2±0.2m，浸渍布进入凝固液的速度为5±0.1m/min。进一步的，所述聚对苯二甲酸丁二酯切片与低密度聚乙烯的质量比为60：40。

进一步的，在所述抽出减量处理后得到基布，还包括对基布进行束状纤维充分分散处理，处理方式为：将基布在溢流染色机内进行纤维分散软化处理，温度为125℃，运转时间为30min。

进一步的，还包括对束状纤维充分分散处理后进行后整理的步骤，所述后整理步骤包括染色处理、磨面加工、干法移膜、压花、激光成孔。

进一步的，所述聚对苯二甲酸丁二酯切片为半消光、优级品，特定粘度为0.92～1.05，灰分≤200ppm，含水率≤0.005%，低密度聚乙烯的熔融指数为40/100min～60/100min，密度为0.9147～0.9177g/cm³，含水率≤0.05%。

进一步的，所述非织造布的制备过程中，针刺密度大于1500针/cm²，非织造布密度控制在0.24～0.27g/cm³。

进一步的，所述烫平布的浸渍步骤中，浸渍液为选用性能优良的聚醚型聚氨酯，将二甲基甲酰胺加入到聚醚型聚氨酯浆料中，调节聚氨酯浆料的固含量至16%～26%，制得混合浆料，在混合浆料中加入聚醚改性的聚硅氧烷助剂，加入量为混合浆料重量的1%～1.5%。

进一步的，所述烫平布的浸渍步骤中凝固液为质量浓度为30%～40%，温度为32℃～39℃的二甲基甲酰胺溶液。

通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：本发明采用聚对苯二甲酸丁二酯切片和低密度聚乙烯为原料，聚对苯二甲酸丁二酯切片既具有聚对苯二甲酸乙二酯的耐气候性、尺寸稳定性、耐皱性的特点，又具有锦纶的手感柔软和耐磨性，其弹性恢复优于锦纶，染色性能又优于聚对苯二甲酸乙二酯，经过变形加工后聚对苯二甲酸丁二酯切片具有较高的弹性恢复率，且聚对苯二甲酸丁二酯切片能随外力呈现可逆性的松弛-紧张状态。对海岛型超细复合纤维进行非织造处理，制得非织造布，再对其进一步加工制得烫平布，对烫平布进行湿法浸渍，使制得的产品具备天然皮革的优良手感，接着通过挤压、刮涂的方式，再经湿法凝固，使基布形成密度梯度，即表皮层密度高，底层密度低，同时使基布具有较好的透气性及透湿性，弯折后韧性强。而后用二甲苯溶液去除海岛型超细复合纤维中的低密度聚乙烯，形成聚对苯二甲酸丁二酯束状结构的超细纤维。再对束状纤维充分分散，干燥定型、染色、揉软、磨面加工、干法移膜、压花、激光成孔处理，得到的成品革表面纹路与天然皮革的完全一致，通过采用本发明的制造方法，制得的产品实现了从内部的微观结构到外观质感等方面都可以与高档皮革想媲美，同时，其力学物理性能、耐化学品性能、大生产加工适应性、防水、防霉变性、色彩多样化、时尚感等方面均优于天然皮革，从而使本发明能够成为天然皮革的最佳替代品。

附图说明

图1为背景技术制备方法的流程图；

图2为本发明制造方法的流程图。

具体实施方式

以下将结合具体实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。

若未特别指明，实施例中所采用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所采用的试剂和产品也均为可商业获得的。未详细描述的各种过程和方法是本领域中公知的常规方法，所用试剂的来源、商品名以及有必要列出其组成成分者，均在首次出现时标明。

本发明的实施例为：

参考图2，一种超细纤维合成革的制造方法，包括以下步骤：

（1）海岛型超细复合纤维的制备：将聚对苯二甲酸丁二酯切片与低密度聚乙烯按照60：40的质量比进行混合，（聚对苯二甲酸丁二酯切片为优级品，半消光，特定粘度为1.01，灰分≤200ppm，含水率≤0.005%，低密度聚乙烯的熔融指数为50g/100min，密度0.9162g/cm³，含水率≤0.05%），接着送入单螺杆挤压机挤压熔融，（单螺杆挤压机具有七个加热区，其温度分别为：120℃，160℃，180℃，260℃，285℃，285℃，280℃），熔融后挤出，然后采用低速法纺丝，纺丝过程的各个参数为：纺速为25m/min，纺丝温度：管道280℃，纺丝头275℃，控制纺丝泵供液，保证原丝线密度为18dtex，采用多孔喷丝板：喷丝松孔数42000个/板，长径比为7：1，经吹风冷却，风压3500pa，风温22℃，风量1500m³/h；接着进行牵伸，牵伸倍数为3.5倍，牵伸温度为62℃，牵伸后纤维线密度为6dtex，其中岛数约为250岛/根；牵伸后进行丝束卷曲处理：采用填塞箱式机械卷曲，卷曲机压力：主压0.5MPa，背压0.2MPa；然后进行烘干处理，丝束含水率控制在0.8%，干燥后的丝束进入罗姆式切断机，切断成51mm长的短纤维，即制得海岛型超细复合纤维，其中聚对苯二甲酸丁二酯切片为岛组分，低密度聚乙烯为海组分。

（2）非织造布的制备：将步骤（1）制得的海岛型超细复合纤维梳理成网后针刺成三维交联的非织造布，针刺密度大于1500针/cm²，非织造布密度控制在0.26g/cm³。

（3）定型压平：将经步骤（2）处理的非织造布在针式定型机上加热收缩消除应力，再用可设定间隙的压辊加工成烫平布，针式定型机加热温度控制在108℃，升温方式为梯度升温，压辊温度控制在55℃。

（4）湿法浸渍：将经步骤（3）处理的烫平布用浸渍液浸渍，浸渍液为：选用性能优良的聚醚型聚氨酯，将二甲基甲酰胺加入到聚醚型聚氨酯浆料中，调节聚氨酯浆料的固含量至21%，制得混合浆料，在混合浆料中加入聚醚改性的聚硅氧烷助剂，加入量为混合浆料重量的1.2%，该聚硅氧烷助剂能够改善基布泡孔结构，起柔软离型作用；浸渍方式为：a、首先采用十段辊强制浸渍，辊速是烫平布速度的3倍，其中的七段辊间隙设定为烫平布厚度+0.2mm，起向烫平布填充浸渍液的作用，另外三段的间隙为烫平布厚度，起挤压作用，保证烫平布浸渍充分，浸渍完成后得到浸渍布；b、接着将浸渍后的浸渍布进入一对挤压辊，挤压辊间隙为浸渍布厚度的80%，浸渍布挤压后变形，而后因弹性恢复产生真空吸力，在弹性恢复前，浸渍布快速进入刮涂装置，用刮刀(刮刀与浸渍布之间保持0.1mm的间隙）在浸渍布表面刮涂上一层聚氨酯溶液，该部分聚氨酯溶液在浸渍布弹性恢复力下部分吸进浸渍布内，然后用更锐利的刮刀（刮刀紧压在浸渍面上）将浸渍布表面的聚氨酯刮除；c、再将刮涂有聚氨酯溶液的浸渍布送入设定好温度和浓度的凝固液进行湿法凝固，浸渍布在凝固液中停留的凝固时间为15min，其中，浸渍布与凝固液的垂直距离为2m，浸渍布进入凝固液的速度为5m/min，浸渍布进入凝固液后浸渍布的刮涂面进行缓慢凝固形成微细孔的致密层，而浸渍布的背面用喷淋管喷淋凝固液，使聚氨酯的凝固速度加快，背面形成巨大孔的疏松结构，凝固处理后浸渍布由表层至底层形成由高到低的密度梯度。 

（5）抽出减量：利用温度为82℃的热二甲苯对经步骤（4）处理后得到的浸渍布进行对流多段连续萃取，将其内部的低密度聚乙烯除去而呈束状超细化结构，纤维束中分离出的单纤维直径可达到μm级，抽出减量处理后再继续以多道热水洗（水温控制在105℃）洗净二甲苯，得到基布。

（6）束状纤维充分分散：将热水洗后的基布在溢流染色机内进行纤维分散软化处理，温度为125℃，运转时间为30min，然后取出基布榨水后进入干燥定型机内干燥定型，干燥温度控制在145℃，梯度升温，干燥处理后成卷备用。

（7）染色处理：将步骤（6）处理后的基布在染色机内染成所需的颜色，接着用含柔软剂的溶液对该染色基布进行柔软处理后干燥。

（8）机械揉软：将步骤（7）处理后的基布进入手搓式的揉软机进行进一步的柔软。

（9）磨面加工：将步骤（8）处理后的基布在带式磨面机内进行打磨加工，基布背面用200目的砂纸打磨出与天然皮革背面相似的绒毛，基布正面先用200目的砂纸打磨平整，再用400目的砂纸精细打磨出短绒毛，备用。

（10）干法移膜：调配干法聚氨酯浆料，接着将调配好的干法聚氨酯浆料以0.1mm的间隙均匀地涂布在离型纸上，干燥后溶剂挥发形成聚氨酯表层，然后用聚氨酯粘合树脂将步骤（9）形成的基布正面与该聚氨酯表层粘合在一起，经烘干处理后，再将该离型纸剥离，得到合成革半成品。

（11）压花：压花机上压花辊的纹路完全按照天然皮革的纹路雕刻，步骤（10）处理后的合成革半成品先经红外线预热，再经压花辊挤压聚氨酯表层，压花辊温度控制在195℃，压花辊上的纹路刻印在聚氨酯层上，经过压花处理后的加工革表面纹路与天然皮革的完全一致。

（12）激光成孔：利用激光打孔技术在成品革表面加工出类似于天然皮革上毛孔结构的微孔，使产品在外观上与天然皮革最大程度上相一致，并且大大改善产品的透气性及透湿性能，提高产品的使用舒适性。

其中，在步骤（10）中，所述的离型纸也可选用带有纹路的离型纸，纹路会转移到革面聚氨酯表层上，选用有纹路的离型纸则可省略步骤（11）的压花处理。

另外，所述 步骤（1）中，聚对苯二甲酸丁二酯切片与低密度聚乙烯的质量比在（55～70）：（30～45），聚对苯二甲酸丁二酯切片的特定粘度在0.92～1.05，低密度聚乙烯的熔融指数为40/100min～60/100min，密度为0.9147～0.9177g/cm³，纺丝时纺速在20～30m/min，风温20～25℃，原丝线密度控制在16.5～20dtex，牵伸倍数在3～3.8倍，牵伸温度在60～65℃，牵伸后纤维线密度在5.5～6.5dtex，岛数在200～300岛/根，丝束卷曲处理时，卷曲机的主压在（0.25～0.5）MPa，背压在（0.15～0.25）MPa，丝束烘干时丝束的含水率控制在（0.5～1）%；在步骤（2）中非织造布密度控制在0.24～0.27g/cm³，在步骤（3）中针式定型机就啊热温度控制在（100～115）℃，压辊温度控制在（50～60）℃，在步骤（4）中，浸渍液的固含量控制在（16～26）%，聚硅氧烷助剂加入量为混合浆料重量的1%～1.5%，在浸渍方式中，辊速控制为烫平布速度的2～4倍，浸渍后的烫平布进入挤压辊，挤压辊的间隙为烫平布厚度的（70～90）%，凝固液的质量浓度控制在（30～40）%，温度控制在（32～39）℃；在步骤（5）中，热二甲苯的温度控制在（80～85）℃；在步骤（6）中分散处理的温度控制在（120～130）℃，运转时间控制在30～35min，干燥温度控制在（140～150）℃；在步骤（11）中的压花辊温度控制在（190～200）℃，以上参数在所描述的范围内皆可实现本发明的目的。

本发明采用聚对苯二甲酸丁二酯切片和低密度聚乙烯为原料，聚对苯二甲酸丁二酯切片既具有聚对苯二甲酸乙二酯的耐气候性、尺寸稳定性、耐皱性的特点，又具有锦纶的手感柔软和耐磨性，其弹性恢复优于锦纶，染色性能又优于聚对苯二甲酸乙二酯，经过变形加工后聚对苯二甲酸丁二酯切片具有较高的弹性恢复率，且聚对苯二甲酸丁二酯切片能随外力呈现可逆性的松弛-紧张状态。对海岛型超细复合纤维进行非织造处理，制得非织造布，再对其进一步加工制得烫平布，对烫平布进行湿法浸渍，使制得的产品具备天然皮革的优良手感，接着通过挤压、刮涂的方式，再经湿法凝固，使基布形成密度梯度，即表皮层密度高，底层密度低，同时使基布具有较好的透气性及透湿性，弯折后韧性强。而后用二甲苯溶液去除海岛型超细复合纤维中的低密度聚乙烯，形成聚对苯二甲酸丁二酯束状结构的超细纤维。再对束状纤维充分分散，干燥定型、染色、揉软、磨面加工、干法移膜、压花、激光成孔处理，得到的成品革表面纹路与天然皮革的完全一致，通过采用本发明的制造方法，制得的产品实现了从内部的微观结构到外观质感等方面都可以与高档皮革想媲美，同时，其力学物理性能、耐化学品性能、大生产加工适应性、防水、防霉变性、色彩多样化、时尚感等方面均优于天然皮革，从而使本发明能够成为天然皮革的最佳替代品。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种超细纤维合成革的制造方法，包括复合纤维的制备、非织造布的制备、烫平布的浸渍、抽出减量，其特征在于：所述复合纤维为海岛型超细复合纤维，其制备步骤为：将聚对苯二甲酸丁二酯切片与低密度聚乙烯按照55～70：30～45的质量比进行混合，经挤压熔融、纺丝、牵伸、卷曲、烘干、切断，即制得海岛型超细复合纤维；所述烫平布的浸渍为湿法浸渍，其步骤为：将烫平布用浸渍液浸渍，浸渍方式为a、首先采用十段辊强制浸渍，浸渍完成后得到浸渍布；b、接着将浸渍后的浸渍布进入一对挤压辊，挤压辊间隙为浸渍布厚度的70～90%，浸渍布挤压后变形，在弹性恢复前快速进入刮涂装置，用刮刀在浸渍布表面刮涂上一层聚氨酯溶液，刮刀与浸渍布之间的间隙为0.1±0.05mm，然后用刮刀将浸渍布表面的聚氨酯刮除；c、再将刮涂有聚氨酯溶液的浸渍布送入设定好温度和浓度的凝固液进行湿法凝固，浸渍布在凝固液中停留的凝固时间为14～16min，浸渍布的背面用喷淋管喷淋凝固液，其中，浸渍布与凝固液的垂直距离为2±0.2m，浸渍布进入凝固液的速度为5±0.1m/min。

2.根据权利要求1所述的超细纤维合成革的制造方法，其特征在于：所述聚对苯二甲酸丁二酯切片与低密度聚乙烯的质量比为60：40。

3.根据权利要求1或2所述的超细纤维合成革的制造方法，其特征在于：在所述抽出减量处理后得到基布，还包括对基布进行束状纤维充分分散处理，处理方式为：将基布在溢流染色机内进行纤维分散软化处理，温度为125℃，运转时间为30min。

4.根据权利要求3所述的超细纤维合成革的制造方法，其特征在于：还包括对束状纤维充分分散处理后进行后整理的步骤，所述后整理步骤包括染色处理、磨面加工、干法移膜、压花、激光成孔。

5.根据权利要求1所述的超细纤维合成革的制造方法，其特征在于：所述聚对苯二甲酸丁二酯切片为半消光、优级品，特定粘度为0.92～1.05，灰分≤200ppm，含水率≤0.005%，低密度聚乙烯的熔融指数为40/100min～60/100min，密度为0.9147～0.9177g/cm³，含水率≤0.05%。

6.根据权利要求1所述的超细纤维合成革的制造方法，其特征在于：所述非织造布的制备过程中，针刺密度大于1500针/cm²，非织造布密度控制在0.24～0.27g/cm³。

7.根据权利要求1所述的超细纤维合成革的制造方法，其特征在于：所述烫平布的浸渍步骤中，浸渍液为选用性能优良的聚醚型聚氨酯，将二甲基甲酰胺加入到聚醚型聚氨酯浆料中，调节聚氨酯浆料的固含量至16%～26%，制得混合浆料，在混合浆料中加入聚醚改性的聚硅氧烷助剂，加入量为混合浆料重量的1%～1.5%。

8.根据权利要求1所述的超细纤维合成革的制造方法，其特征在于：所述烫平布的浸渍步骤中凝固液为质量浓度为30%～40%，温度为32℃～39℃的二甲基甲酰胺溶液。